A teoria das cordas e o modelo planetário
Existem alguns problemas que se mantêm desde o Modelo Padrão, que a teoria das cordas espera resolver. Na tentativa de descobrir a estrutura do átomo, um modelo natural para que os cientistas procuram no passado foi o modelo planetário, como mostrado na figura. Os electrões mover em torno do núcleo em órbitas.
O físico Niels Bohr decidido que essas órbitas eram governados pelas mesmas regras quânticas que Max Planck tinha originalmente aplicados em 1900 - que a energia teve que ser transferido em pacotes discretos.
Em astronomia, a Terra eo Sol são atraídos um pelo outro pela gravidade, mas porque a Terra está em movimento em torno do Sol, eles nunca entram em contato. Um modelo semelhante poderia explicar por que as partes negativas e positivas do átomo nunca entrou em contato.
O primeiro modelo planetário foi proposto em 1904 pelo ganhador do Prêmio Nobel Hantaro Nagaoka. Foi com base nos anéis de Saturno e chamou o modelo de Saturno. Certos detalhes do modelo foram refutadas pela experiência, e Nagaoka abandonou o modelo em 1908, mas Ernest Rutherford revisto o conceito para criar seu próprio modelo planetário em 1911, que era mais consistente com a evidência experimental.
Quando átomos de electrões emitido, a energia do electrão seguido certos padrões precisos. Bohr percebeu em 1913 que isso significava que o modelo de Rutherford necessária alguma revisão. Para ajustar os padrões, ele aplicou a idéia de que a energia foi quantificado, ou agrupados em determinadas quantidades, o que permitiu órbitas estáveis (em vez das órbitas colapso preditos por electromagnetismo).
Cada elétron só poderia existir em um determinado estado de energia, precisamente definido dentro de sua órbita. Para ir de uma órbita para uma órbita diferente necessário o elétron para ter energia suficiente para saltar de um estado de energia para outro.
Por causa da natureza quântica do sistema, adicionando metade da quantidade de energia para ir de uma órbita para outra não se moveu o elétron a meio caminho entre essas órbitas. O electrões permaneceu no primeiro órbita até receber energia suficiente para chutar todo o caminho para o estado de maior energia. Este é ainda mais o comportamento estranho que você (espero) esperam da física quântica.
O modelo de Rutherford-Bohr funciona muito bem para descrever o átomo de hidrogênio, mas como os átomos se tornam mais complexas, o modelo começa a quebrar. Ainda assim, os princípios básicos segurar para todos os átomos:
Um núcleo é o centro de um átomo.
Electrões mover em órbitas em torno do núcleo.
As órbitas de elétrons são quantificados (eles têm níveis de energia discretos) e são regidas pelas regras da física quântica (apesar de que levaria vários anos para que essas regras para se tornar desenvolvida).