Sejarah Fizik Kuantum (1)

Dari Dimokritos hingga Bohr

Atomos merupakan istilah yang bermuasal dari Yunani. Diterjemahkan dalam bahasa Inggeris menjadi atom. Manakala dalam bahasa Perancis dikenali sebagai atome. Dalam pengalaman Tamadun Islam, atau lebih jurus lagi merujuk Alam Melayu, istilah zarah diperkenalkan sebagai ganti atom. Di sini, zarah ini difahami merupakan manifestasi dari cedukan ayat yang terdapat dalam surah al-Zalzalah.

Atomos diertikan benda yang tidak boleh dipecahkan lagi. Terawal, perbincangan tentang atomos ini dimunculkan oleh Dimokritos yang hidup sekitar 400SM (atas rintisan ini, Dimokritos hingga kini begitu lekat dengan gelaran Bapa Atom). Namun, istilah ini menjadi lebih popular setelah ahli kimia Inggeris, John Dalton (1766–1844) pada tahun 1803 mengutarakan teori atom Dalton bagi menerangkan sifat bahan. Akhirnya, usaha yang dikembangkan oleh Dalton ini menyebabkannya terkenal sebagai Bapa Atom Inggeris.

Walau bagaimanapun, kemunculan JJ Thompson (1856–1940) pada 1897 menerusi ujikaji tiub sinar katod serta menemui elektron telah menenggelamkan kejayaan tokoh-tokoh sebelumnya. Bahkan, Thompson berjaya menyukat nisbah cas elektron serta mengemukakan model atom yang beliau namakan sebagai plum pudding. Ekoran penemuan ini, Thompson beroleh Hadiah Nobel Fizik 1906. Setelah itu, Robert Millikan (1868–1953) pada tahun 1909, iaitu ketika beliau di Universiti Chicago turut berjaya menyukat jisim elektron Thompson ini. Millikan juga beroleh Hadiah Nobel Fizik 1923 atas sumbangannya ini.

Dua tahun selepas itu, iaitu pada tahun 1911, Ernest Rutherford (1871–1937), sarjana kelahiran New Zealand tetapi berkhidmat di Universiti Cambridge telah melakukan ujikaji untuk membuktikan kesalahan model Thompson, di samping memperkenalkan zarah keunsuran proton. Seperti tokoh-tokoh sebelumnya, Rutherford turut meraih Hadiah Nobel pada tahun 1908, tetapi dalam bidang kimia.

Sementara, pada tahun 1913, Niels Bohr (1885-1962), ahli fizik Denmark telah berkunjung ke England untuk bergabung dengan kumpulan penyelidikan kelolaan Rutherford. Menerusi penyelidikannya di sini, Bohr telah berhasil menerangkan fenomena yang berlaku dalam atom hidrogen dan atom helium. Bohr telah mempostulatkan bahawa elektron hanya mempunyai momentum sudut tertentu serta dibatasi dalam petala tertentu juga.

Namun, ironinya! Pada peringkat awalnya Bohr tidak begitu bersedia untuk menyiarkan hasil penyelidikan ini sehinggakan Rutherford cuba menyakinkannya, "Bohr, kamu telah menjelaskan mengenai hidrogen dan helium, selebihnya orang tentu akan percaya." Pandangan Rutherford ini terbukti bernas bilamana Bohr akhirnya berjaya menggondol Hadiah Nobel Fizik pada tahun 1922 atas sumbangannya dalam struktur atom ini.