סידור פלנטרי של אלקטרונים סביב מסה מרכזית, שעוצב לפי טבעות שבתאי, היווה את הבסיס להצעת המבנה האטומי של נאגאוקה האנטארו (Nagaoka Hantarō) משנת 1904. מסגרת תיאורטית זו אתגרה את ההנחות הרווחות באותה עת בנוגע לחלוקת המטען האטומי, וסימנה כניסה משמעותית של פיזיקאי יפני לשיח הבינלאומי על הפיזיקה האטומית המוקדמת.
הכשרה אקדמית ומחקר מוקדם
נאגאוקה האנטארו נולד בשנת 1865 בעיר אומורה (Ōmura-shi) ורכש את השכלתו בבית הספר התיכון קייסיי (Kaisei Junior & Senior High School) ובאוניברסיטת טוקיו. לאחר סיום לימודיו בשנת 1887, הוא עסק במחקרים בנושא מגנטו-סטריקציה בניקל נוזלי לצד קרגיל גילסטון נוט (Cargill Gilston Knott). בין השנים 1893 ל-1901, הוא הרחיב את מומחיותו בלימודים באוניברסיטאות בברלין, מינכן ווינה. בתקופה זו הוא נחשף לעבודתו של לודוויג בולצמן (Ludwig Boltzmann) על התורה הקינטית של הגזים וצפה במארי קירי בקונגרס הפיזיקה הבינלאומי בפריז בשנת 1900, חוויה שהסיטה את מוקד המחקר העיקרי שלו לעבר פיזיקה אטומית.
המודל האטומי של שבתאי
בשנת 1904 הציע נאגאוקה חלופה למודל "עוגת הצימוקים" הקיים של האטום, אותו הגדיר ג'יי ג'יי תומסון (J. J. Thomson) ככדור אחיד של מטען חיובי המכיל אלקטרונים מפוזרים. נאגאוקה טען כי מטענים מנוגדים הם בלתי חדירים. המודל החלופי שלו הציג מרכז מסיבי בעל מטען חיובי המוקף באלפי אלקטרונים מסתובבים המוחזקים על ידי כוחות אלקטרוסטטיים. בעוד שהוא הציע שמודל זה יכול להסביר ספקטרה אטומית ודעיכת בטא רדיואקטיבית, ניתוח מאוחר יותר של ג'ורג' שוט (George Schott) הראה כי המודל לא הצליח לחזות קווים ספקטרליים במדויק. נאגאוקה זנח הצעה זו עד שנת 1908.
מינויים מקצועיים ותרומות מאוחרות
נאגאוקה כיהן כפרופסור לפיזיקה באוניברסיטת טוקיו בין השנים 1901 עד 1925. לאחר פרישתו, הוא הפך למדען מוביל במכון ריקן (RIKEN) וכיהן כנשיא הראשון של אוניברסיטת אוסקה בין השנים 1931 ל-1934. תחומי העניין המחקריים שלו נותרו מגוונים וכללו תחומים כגון השראות של סולנואידים בשנת 1909 ומחקרים סייסמיים מוקדמים. בשנת 1924 הוא השיג סינתזה של זהב מכספית באמצעות הפצצת נייטרונים. יתרה מכך, הוא היה הראשון לתאר את עקרונות התקשורת באמצעות מטאורים בשנת 1929.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →שירות ציבורי והכרה
נאגאוקה תרם לחיים המוסדיים הלאומיים כחבר בבית האצילים. חברותו בארגונים אקדמיים כללה את האקדמיה הרוסית למדעים ואת האקדמיה הקיסרית. בשנת 1937 העניקה לו ממשלת יפן את מסדר התרבות, לצד קבלת מסדר השמש העולה בדרגה הראשונה. הוא נפטר בשנת 1950 בטוקיו, כשהוא מותיר אחריו קריירה שהשתרעה על פני פיזיקה תיאורטית, ספקטרוסקופיה וניהול אוניברסיטאי.
עובדות מהירות
- נולד: 1865, אומורה-שי - נפטר: 1950, טוקיו - אזרחות: יפן - מוסדות עיקריים: אוניברסיטת טוקיו, אוניברסיטת טוהוקו, אוניברסיטת אוסקה - פרסים: מסדר התרבות (1937), מסדר השמש העולה, דרגה ראשונה - תחומי עניין מדעיים: פיזיקה, ספקטרוסקופיה, מבנה אטומי, סייסמולוגיה - הישג מפתח: הציע את המודל השבתאי של האטום (1904) - תפקידים מקצועיים: חבר בבית האצילים, נשיא אוניברסיטת אוסקה
שאלות נפוצות
### האם המודל של נאגאוקה השפיע על פיתוח הגרעין האטומי?
בעוד שארנסט רתרפורד ציטט את המודל הפלנטרי של נאגאוקה במאמרו משנת 1911, אין הוכחה לכך שהוא השפיע ישירות על ההצעה בדבר הגרעין האטומי.
### איזו תוצאה מעשית נבעה מהמחקר שלו משנת 1924?
נאגאוקה השיג את הסינתזה המוצלחת הראשונה של זהב על ידי שימוש בהפצצת נייטרונים על כספית.