Che cos'è il modello del plum pudding?

Il modello del plum pudding, anche conosciuto come modello di Thomson a panettone, è una teoria sviluppata dal fisico britannico J.J. Thomson alla fine del XIX secolo, e finalizzata in parte in un suo articolo del 1904, per spiegare la struttura atomica. Secondo il modello del plum pudding, l'atomo è visto come una sfera solida di carica positiva uniformemente distribuita, all'interno della quale sono incorporate particelle cariche negative, gli elettroni. Questa struttura è stata paragonata a un panettone, in cui la carica positiva rappresenta la massa dell'impasto e gli elettroni sono come le gocce di uvetta distribuite all'interno (ma, rigorosamente, no canditi). Secondo Thomson, gli elettroni all'interno dell'atomo erano immersi in una "ciambella" di carica positiva, che manteneva l'equilibrio elettrico complessivo dell'atomo. Il movimento degli elettroni in una matrice di carica positiva é "stabile", e oltre ad essere tautologicamente neutro chimicamente, orbite di elettroni a vari raggi avrebbero spiegato i vari livelli energetici osservati dalle righe spettroscopiche degli elementi. Lo stesso Thomson giá nel 1904, anni di fervore per le ricerche sulla radioattività da parte della contemporanea Curie, riconobbe che il suo modello non potesse spiegare tali fenomeni. Le evidenze sperimentali che hanno dimostrato che il modello del plum pudding era errato e hanno portato al suo superamento sono principalmente legate all'esperimento della lamina d'oro condotto da Ernest Rutherford nel 1911. Nell'esperimento, Rutherford e i suoi collaboratori hanno sparato particelle alfa (nuclei di elio) contro una sottile lamina di oro. Secondo il modello del plum pudding, le particelle alfa avrebbero dovuto attraversare la lamina d'oro senza subire deviazioni significative, poiché sarebbero passate attraverso la carica positiva uniformemente distribuita senza mai subire forze impulsive. Tuttavia, i risultati dell'esperimento si sono rivelati molto diversi da quelli previsti. È stato osservato che alcune particelle alfa venivano deviate di grandi angoli e alcune tornavano indietro, il che implicava la presenza di una regione molto piccola e densa di carica positiva al centro dell'atomo che era in grado di "rimbalzare" con gran forza le particelle alpha incidenti. Questa scoperta ha portato alla formulazione del nuovo modello atomico, noto come il modello atomico di Rutherford o modello planetario. Secondo il modello atomico di Rutherford, la maggior parte della massa e della carica positiva dell'atomo è concentrata in un nucleo compatto al centro, mentre gli elettroni orbitano intorno ad esso in regioni di spazio vuoto. Questo nuovo modello ha fornito una spiegazione migliore per i risultati dell'esperimento della lamina d'oro e ha segnato un importante progresso nella comprensione della struttura atomica. Quindi, l'evidenza sperimentale fornita dall'esperimento di Rutherford ha dimostrato che il modello del plum pudding era errato, poiché non teneva conto della presenza di un nucleo atomico denso al centro dell'atomo. Il modello del plum pudding rappresenta un importante passo nella comprensione della struttura atomica e ha contribuito alla successiva evoluzione dei modelli atomici. È importante sottolineare che la scienza evolve continuamente e i modelli teorici vengono aggiornati e modificati sulla base di nuove evidenze sperimentali.