08. L’atome de Rutherford

Les atomes furent longtemps considérés comme les briques élémentaires de la matière, mais tout changea il y a un peu plus d’un siècle. Les physiciens se mirent à « disséquer » l’atome et montrèrent qu’il est constitué de plusieurs couches successives, comme des poupées russes. La première couche est celle de l’électron. En envoyant un courant électrique à travers du gaz contenu dans un tube en verre, le physicien anglais Joseph John Thomson parvint en 1887 à arracher des électrons à des atomes.
On en savait alors peu sur la façon dont les électrons étaient répartis dans la matière. Thomson proposa un modèle simple en « pudding », dans lequel les électrons, chargés négativement, étaient dispersés comme des raisins dans la pâte chargée positivement. L’attraction entre les électrons et les charges positives assuraient la cohésion de l’atome.
En 1909, Ernest Rutherford et ses collègues Hans Geiger et Ernest Marsden voulurent explorer les couches plus profondes de l’atome. Afin de tester le modèle de J. J. Thomson, ils bombardèrent une feuille d’or, de quelques atomes d’épaisseur, avec des particules alpha – un type de rayonnement émis par le radium ou l’uranium.
Ils s’attendaient à ce que la plupart des particules alpha traversent la feuille d’or. En fait, quelques-unes (une sur plusieurs milliers) rebondissaient sur la feuille et changeaient de direction (avec des angles de déviation compris entre 90 et 180 degrés), comme si elles avaient heurté un obstacle très dur…