До сих пор при изучении рассеяния альфа-частиц всех интересовала судьба только самих этих частиц. Так было и в опытах Гейгера—Марсдена по рассеянию в твердых мишенях и в опытах Резерфорда—Нэттолла по рассеянию в газах. Измерялось лишь то, что имело отношение к поведению альфа-снарядов: углы их отклонения от прямого пути, и прочее, и прочее. По этим данным делались умозаключения о свойствах атомов рассеивающей среды. Но что происходило при альфа-бомбардировке с самими бомбардируемыми атомами, никак не регистрировалось.
А что тут можно было регистрировать? Особенно в случае мишеней из тяжелых металлов. Их атомные ядра — массивные и многозарядные — при столкновении с альфа-частицами не могли заметно изменить даже свое механическое движение. Поддавался измерению разве что суммарный тепловой эффект от долгой альфа-бомбардировки. (Тот, что Резерфорд когда-то замерял в Монреале с Говардом Бэрнсом, а потом в Манчестере — с Гарольдом Робинзоном.)
Другое дело — легчайшие ядра, водородные. Альфа-частицы в четыре раза массивней их и, если позволительно так выразиться, в два раза заряженней. Дарвин решил теоретически рассмотреть рассеяние альфа-лучей на водороде и предсказать, что будет происходить не только с альфа-частицами, но и с H-частицами, то есть с водородными ядрами. Несложные расчеты сразу продемонстрировали возможность яркого количественного эффекта.
В результате прямого попадания альфа-частицы в H-ядро оно приобретет скорость в 1,6 раза большую, чем скорость самого альфа-снаряда. И оно способно будет пролететь сквозь толпу других водородных атомов расстояние, в четыре раза превышающее пробег альфа-частиц.
Конечно, прямое попадание или лобовое столкновение — статистическая редкость. Но при хорошем источнике альфа-лучей и достаточно плотной атмосфере водорода такое событие обещало быть довольно вероятным. И ожидалось появление немалого числа длиннопробежных H-частиц. Резерфорду казалась вполне реальной перспектива наблюдать их по вспышкам на сцинцилляционном экране.
— Если за дело возьмется такой мастер, как старина Марсден, все будет в полном порядке, не правда ли, Эрни?..
Однако почему Резерфорду так хотелось знать, «прав ли Чарли»? Ради лишнего подтверждения планетарной модели атома? Вообще-то говоря, в те времена даже ради одного этого стоило ставить трудоемкие опыты. Но они сулили и кое-что большее.
Максимальный пробег H-частицы свидетельствовал о максимальной силе взаимодействия между нею и альфа-частицей, то есть о наибольшей силе отталкиванья двух одноименно заряженных шариков: водородного ядра (H