Çfarë kanë të përbashkët një filozof i vjetër Grek
dhe një Kuaker i shekullit të 19-të
me shkencëtarë fitues të çmimit Nobel?
Edhe pse ata janë të ndarë nga më shumë se 2,400 vite histori
secili prej tyre ka kontribuar në përgjigjjen e pyetjes së përjetshme:
nga çfarë përbëhen gjërat?
Ishte rreth vitit 440 Para Erës Sonë kur Demokriti së pari propozoi
se gjithçka në botë përbëhej nga grimca të vogla
të rrethuara me hapësirë boshe.
Dhe ai madje spekuloi se ato dallojnë në madhësi dhe formë
varësisht nga substanca që kompozojnë.
Ai i quajti këto grimca "atomos", Greqisht për "të pandashme"
Idetë e tij u kundërshtuan nga filozofët më të njohur të kohës së tij.
Aristoteli, për shembull, kundërshtoi plotësisht
duke deklaruar se materia përbëhej nga 4 elemente:
toka, era, uji dhe zjarri,
dhe shumica e shkencëtarëve të mëvonshëm ndoqën mendimin e tij.
Atomet do të qëndronin të harruara deri në 1808,
kur një mësues Kuaker i quajtur Xhon Dalton u përpoq të sfidonte teorinë Aristoteliane.
Përderisa atomizmi i Demokritit ishte plotësisht teorik,
Daltoni tregoi se substancat e zakonshme gjithmonë ndaheshin në të njëjtat elemente
me të njëjtat proporcione,
Ai konkludoi se përzierjet e ndryshme
ishin kombinime të atomeve të elementeve të ndryshme,
secila e një mase dhe madhësie të veçantë
që as nuk mund të krijohej, e as të shkatërrohej.
Edhe pse ai morri shumë nderime për punën e tij,
si Kuaker, Daltoni jetoi në mënyrë modeste deri në vdekje.
Teoria atomike tani ishte e pranuar nga komuniteti shkencor,
por zhvillimi tjetër i madh
nuk do të vinte deri gati një shekull më vonë
me zbulimin e elektronit në 1897 nga fizikanti J.J. Tomson.
Në atë që ne mund ta quajmë modeli "biskotë me çokollatë" i atomit,
ai tregoi atomet si sfera të paketuara identike të materies pozitive
të mbushura me elektrone të ngarkuara negativisht.
Tomsoni fitoi çmimin Nobel në 1906 për zbulimin e tij të elektronit,
por modeli i tij i atomit nuk qëndroi rrotull gjatë.
Kjo sepse ai ndodhi të kishte disa studentë mjaft të mençur,
duke përfshirë njëfarë Ernest Rutherford,
që do të bëhej i njohur si babai i epokës nukleare.
Gjatë studimit të efekteve të rrezeve-X në gazra,
Rutherford-i vendosi të hulumtonte atomet më afër
duke qëlluar grimca alfa të vogla, pozitivisht të ngarkuara në një fletë ari.
Nën modelin e Thompson-it,
ngarkesa hollësisht e shpërndarë e atomit
nuk do të ishte e mjaftueshme për shmangien e grimcave në çfarëdo vendi.
Efekti do të kishte qenë si një grumbull topash tenisi
duke goditur nëpër një ekran të hollë letre.
Por ndërsa shumica e grimcave kaluan përtej,
disa kërcyen mbrapsht,
duke sugjeruar që fleta ishte më shumë si një rrjetë e trashë me vrima të mëdha.
Rutherford-i konkludoi që atomet përbëheshin nga hapësira të mëdha boshe
me vetëm disa elektrone,
ndërsa shumica e masës ishte e koncentruar në qendër,
të cilës ia la emrin bërthamë.
Grimcat alfa kaluan përmes vrimave
por kërcyen mbrapsht nga bërthama, e dendur, pozitivisht e ngarkuar.
Por teoria atomike nuk ishte ende e plotësuar.
Në vitin 1913, një tjetër student i Thompson-it me emrin Niles Bohr
zgjeroi modelin nuklear të Rutherford-it.
Duke vazhduar mbi punën e mëhershme nga Max Planck dhe Albert Ajnshtajn
ai përcaktoi se elektronet orbitojnë bërthamën
në distanca dhe energji fikse,
të afta për të kërcyer nga një nivel në tjetrin, por jo për të ekzistuar në
hapësirën ndërmjet.
Modeli planetar i Borit mori vëmendje qendrore,
por së shpejti, edhe ai hasi disa komplikime.
Eksperimentet kishin treguar se në vend të së qenurit grimca të veçanta,
elektronet njëkohësisht silleshin si valë,
duke mos u kufizuar në një pikë të caktuar në hapësirë.
Dhe në formulimin e principit të tij të famshëm të pasigurisë,
Werner Heisenberg tregoi se ishte e pamundur të përcaktosh
të dyja shpejtësinë dhe pozicionin ekzakt të elektroneve
ndërsa lëvizin rreth një atomi.
Ideja që elektronet nuk mund të lokalizohen saktë
por ekzistojnë përbrenda një shtrirje lokacionesh të mundshme
i dha ngritje modelit aktual kuantik të atomit,
një teori mahnitëse me një seri të re të kompleksiteteve,
implikimet e të cilave ende nuk janë kuptuar plotësisht.
Edhe pse kuptimi jonë për atomet vazhdon të ndryshojë,
fakti bazik i atomeve qëndron,
pra le të festojmë triumfin e teorisë atomike
me disa fishekzjarre.
Përderisa elektronet që orbitojnë një atom ndërrojnë nivelet energjetike,
ato absorbojnë ose lirojnë energji në formë të gjatësive valore të dritës,
duke rezultuar në të gjitha ngjyrat mahnitëse që i shohim.
Dhe mund ta imagjinojmë Demokritin duke shikuar nga ndokund,
i kënaqur që më shumë se 2 mileniume më vonë
doli që ai kishte pasur të drejtë gjatë gjithë kësaj kohe.