The 2,400-year search for the atom - Theresa Doud

Атомын төлөөх 2,400 жилийн эрэл - Тереза Дауд

Translator: Zaya Skodde Reviewer: Batchansaa Batzorig

What do an ancient Greek philosopher

Эртний Грекийн философич болон

and a 19th century Quaker

19-р зууны Куэкер хоёр

have in common with Nobel Prize-winning scientists?

Нобелийн шагналт эрдэмтэдтэй юугаараа адилхан бэ?

Although they are separated over 2,400 years of history,

Хэдийгээр тэд хоорондоо 2,400 жилийн түүхээр тусгаарлагдсан ч

each of them contributed to answering the eternal question:

Юмс юунаас бүтдэг вэ? гэсэн мөнхийн асуултын хариуг олоход

what is stuff made of?

тус тусдаа хувь нэмэрээ оруулжээ.

It was around 440 BCE that Democritus first proposed

МЭӨ 440-өөд оны үед Демокритус гэх хүн анх

that everything in the world was made up of tiny particles

дэлхий дээрх бүх юмс хоосон орон зайгаар хүрээлэгдсэн бяцхан хэсгүүдээс

surrounded by empty space.

бүрддэг гэсэн санааг дэвшүүлжээ.

And he even speculated that they vary in size and shape

Бас ямар бодисыг бүрдүүлж буйгаасаа хамааран хэлбэр, хэмжээ нь өөр гэж

depending on the substance they compose.

таамагласан байдаг.

He called these particles "atomos," Greek for indivisible.

Тэрээр эдгээр хэсгүүдийг "атомос" буюу Грекээр үл хуваагдагч гэж нэрлэжээ.

His ideas were opposed by the more popular philosophers of his day.

Түүний санааг тухайн үеийн алдартай философичид эсэргүүцэж байв.

Aristotle, for instance, disagreed completely,

Жишээ нь Аристотел санал нийлэхээс эрс татгалзаж, оронд нь

stating instead that matter was made of four elements:

бодис дөрвөн элементээс бүтнэ гэж үзсэн:

earth, wind, water and fire,

шороо, агаар, ус болон гал.

and most later scientists followed suit.

Үүнийг нь удаа дараах эрдэмтэд жишиг болгон дагажээ.

Atoms would remain all but forgotten until 1808,

1808 онд Куэкер багш Жон Далтон гэгч хүн Аристотелийн онолд эргэлзэж эхлэх хүртэл

when a Quaker teacher named John Dalton sought to challenge Aristotelian theory.

атом тэр чигтээ мартагдах дөхсөн байлаа.

Whereas Democritus's atomism had been purely theoretical,

Демокритусын атомын үзэл цэвэр онолын чанартай байсан бол

Dalton showed that common substances always broke down into the same elements

Далтон энгийн бодис үргэлж адил элементүүдэд, ижил харьцаатайгаар

in the same proportions.

хуваагдаж буйг бодитоор харуулжээ.

He concluded that the various compounds

Түүнийхээр бол төрөл бүрийн бодисууд

were combinations of atoms of different elements,

өөр өөр элементийн атомын нэгдэл бөгөөд

each of a particular size and mass

шинээр үүсэж эсвэл устаж үгүй болох боломжгүй

that could neither be created nor destroyed.

өөр өөрийн тодорхой хэмжээ болон масстай гэнэ.

Though he received many honors for his work,

Түүний ажлыг өндрөөр үнэлэгдсэн ч

as a Quaker, Dalton lived modestly until the end of his days.

Куэкер хүний үүднээс эцсийн өдрөө хүртэл төлөв даруу амьдарчээ.

Atomic theory was now accepted by the scientific community,

Шинжлэх ухаанчдын дунд атомын онол хүлээн зөвшөөрөгдсөн ч

but the next major advancement

дараагийн томоохон дэвшил

would not come until nearly a century later

бүтэн зууны дараа буюу 1897 онд физикч Ж.Ж. Томпсоны

with the physicist J.J. Thompson's 1897 discovery of the electron.

электроны нээлтээс өмнө гарсангүй.

In what we might call the chocolate chip cookie model of the atom,

Тэрээр шоколадтай жигнэмэгтэй төстэй загвар ашиглан

he showed atoms as uniformly packed spheres of positive matter

нэгэн жигд тархсан эерэг цэнэгтэй бодис

filled with negatively charged electrons.

сөрөг цэнэгтэй электроноор дүүрсэн байдлаар атомыг үзүүлсэн.

Thompson won a Nobel Prize in 1906 for his electron discovery,

1906 онд Томпсон электроны нээлтээрээ Нобелийн шагнал хүртсэн ч

but his model of the atom didn't stick around long.

түүний атомын загвар тийм ч удаан ашиглагдсангүй.

This was because he happened to have some pretty smart students,

Учир нь түүний шавь нарын дунд цөмийн эрин үеийн эцэг гэж алдаршсан

Эрнест Рутерфорд тэргүүтэй

including a certain Ernest Rutherford,

who would become known as the father of the nuclear age.

хэд хэдэн ухаалаг сурагчид байсан.

While studying the effects of X-rays on gases,

Рентген туяа хийд нөлөөлөх чанарыг судлах явцдаа

Rutherford decided to investigate atoms more closely

Рутерфорд алтан ялтас уруу эерэг цэнэгтэй, жижиг альфа бөөмөөр

by shooting small, positively charged alpha particles at a sheet of gold foil.

буудах замаар зарим атомуудыг нарийвчлан судлахаар шийджээ.

Under Thompson's model,

Томпсоны загвараар бол

the atom's thinly dispersed positive charge

атомын нимгэн тархсан эерэг цэнэг

would not be enough to deflect the particles in any one place.

бөөмүүдийг хаанаас эргүүлэн ойлгох боломжгүй байлаа.

The effect would have been like a bunch of tennis balls

Яг л теннисний бөмбөг нимгэн цаасан дэлгэцийг

punching through a thin paper screen.

цөмлөн гарахтай адил нөлөөтэй гэсэн үг.

But while most of the particles did pass through,

Ихэнх бөөмүүд нэвтлэн гарч байхад

some bounced right back,

зарим нь буцаад ойж байсан нь

suggesting that the foil was more like a thick net with a very large mesh.

ялтас том том нүхтэй зузаан тортой төстэй гэсэн ойлголт төрүүлнэ.

Rutherford concluded that atoms consisted largely of empty space

Үүнээс Рутерфорд атом бол хэдхэн электронтой

with just a few electrons,

их хэмжээний хоосон зай бөгөөд

while most of the mass was concentrated in the center,

жингийн ихэнх хэсэг нь төв хэсэгтээ төвлөрсөн гэж дүгнээд

which he termed the nucleus.

түүнийгээ "цөм" гэж нэрлэжээ.

The alpha particles passed through the gaps

Альфа бөөмүүд хоосон зайгаар нь нэвтрэн,

but bounced back from the dense, positively charged nucleus.

нягт, эерэг цэнэгтэй цөмөөс эргэн ойж байв.

But the atomic theory wasn't complete just yet.

Гэвч атомын онол дуусах арай л болоогүй байлаа.

In 1913, another of Thompson's students by the name of Niels Bohr

1913 онд Томпсоны өөр нэгэн сурагч болох Ниелс Бор

expanded on Rutherford's nuclear model.

Рутерфордын цөмийн загварыг улам дэлгэрүүлэв.

Drawing on earlier work by Max Planck and Albert Einstein

Тэр Макс Планк болон Алберт Эйнштейний өмнөх ажилд тулгуурлан тайлбарлахдаа:

he stipulated that electrons orbit the nucleus

электронууд тогтмол энерги болон зайтайгаар

at fixed energies and distances,

цөмийг тойрон эргэдэг бөгөөд

able to jump from one level to another, but not to exist in the space between.

нэг түвшинээс нөгөө түвшинд үсэрч болох ч дундах зайд оршихгүй гэжээ.

Bohr's planetary model took center stage,

Борын од гаригийн загвар анхаарлын төвд орсон ч

but soon, it too encountered some complications.

удалгүй зарим бэрхшээлүүдтэй тулгарч эхлэв.

Experiments had shown that rather than simply being discrete particles,

Электронууд зөвхөн салангид хэсгүүд байхаасаа илүүтэйгээр

electrons simultaneously behaved like waves,

хамтдаа долгион шиг ажиллаж,

not being confined to a particular point in space.

ганцхан цэгт хязгаарлагдахгүй байгаа нь туршилтаар ажиглагдаж эхлэв.

And in formulating his famous uncertainty principle,

Мөн Вернер Хайзенберг өөрийн алдарт тодорхойгүйн зарчмыг гаргахдаа

Werner Heisenberg showed it was impossible to determine

атомыг тойрон эргэж байх үед нь электроны тухайн агшины

both the exact position and speed of electrons

байрлал болон хурдыг нэгэн зэрэг тодорхойлох

as they moved around an atom.

боломжгүй болохыг үзүүлсэн юм.

The idea that electrons cannot be pinpointed

Электронуудын байршлыг тогтоох боломжгүй

but exist within a range of possible locations

гэхдээ аль нэг боломжит байршилд оршин байгаа гэсэн санаа

gave rise to the current quantum model of the atom,

одоогийн атомын квантын загварыг гаргахад нөлөөлж,

a fascinating theory with a whole new set of complexities

шинэ шинэ бэрхшээл дагуулсан гайхалтай онол бий болгон

whose implications have yet to be fully grasped.

утга учирыг нь олохыг л үлдээж байна.

Even though our understanding of atoms keeps changing,

Бидний атомын тухай ойлголт өөрчлөгдсөөр байгаа ч

the basic fact of atoms remains,

суурь ойлголтууд нь хэвээрээ.

so let's celebrate the triumph of atomic theory

Тиймээс атомын онолын амжилтыг

with some fireworks.

галын наадмаар тэмдэглэцгээе.

As electrons circling an atom shift between energy levels,

Электронууд атомыг тойрч, энергийн түвшний хооронд шилжин,

they absorb or release energy in the form of specific wavelengths of light,

тодорхой гэрлийн долгионы урттай энергийг шингээж эсвэл ялгаруулснаар

resulting in all the marvelous colors we see.

бид ийм гайхалтай өнгөнүүдийг харж байгаа юм.

And we can imagine Democritus watching from somewhere,

Эцэст нь Демокритус бүтэн хоёр мянганы дараа

satisfied that over two millennia later,

өөрийнх нь зөв байсныг

he turned out to have been right all along.

хаа нэгтээгээс сэтгэл хангалуун харж суугаа биз ээ.