Stern esperimentua teoria zinetiko molekularraren froga esperimentala da

XIX. Mendearen bigarren erdian, molekulen mugimenduaren Brownia (kaotikoa) azterketa oso interesgarria izan zen denbora fisiko teoriko askotan. Materiaren egitura molekular-zinetikoaren teoria, James Maxwell eskoziar zientzialariak garatutako teoriak, Europako zientzia-zirkuituetan unibertsalki onartuta dagoen arren, modu hipotetikoan bakarrik existitu zen. Ez zen horrelako baieztapen praktikorik. Molekulen mugimenduak behaketa zuzenean eskuraezinak izaten jarraitzen zuen, eta abiadura neurtzea arazo zientifikoa ezezaguna zen.

Horregatik, gaiaren egitura molekularraren egia eta bere partikula ikusezinaren mugimenduaren abiadura determinatzeko gai diren esperimentuak funtsezkoak dira funtsezkoak. Zientzia fisikorako esperimentu hauen garrantzi erabakigarria begi bistakoa zen, izan ere, justifikazio praktikoa eta denbora teoria progresibo baten baliozkotasuna frogatu baitzuen, teoria zinetiko molekularra.

XX. Mendearen hasieran, munduaren zientziak garapen maila egokia lortu zuen Maxwellen teoriaren egiaztapen esperimentalaren benetako aukerak agertzeko. 1920ko Otto Stern fisikari alemaniarra, 1910. urtean Louis Dunoyer frantsesak asmatutako habe molekularren metodoa erabiliz, zilarrezko molekula gasen abiadura neurtzeko gai izan zen. Stern esperimentuak ezin hobeto frogatu du Maxwell banaketa zuzenbidearen baliagarritasuna. Esperimentu honen emaitzek baieztatu dute Maxwell-ek egindako hipotesi hipotetikoen ondorioz atomoen batez besteko abiadura kalkulatzeko zuzentasuna. Egia esan, Stern-en esperimentuak gradazio azkarraren izaerari buruzko oso hurbileko informazioa bakarrik eman ahal izan zuen. Zientzia informazio zehatza beste bederatzi urte itxaron behar izan zuen.

Zehaztasun handiagoz, Lempert-ek 1929an egiaztatu zuen Lammert-ek zertxobait hobetu zuen Stern esperimentua, moldura beam bat igarotzean disko biratzen ari zen disko pare batek zulo erradioaktiboak dituztela eta elkarrengandik desplazatutako angelu jakin batean. Unitatearen biraketa-abiadura eta zuloen arteko angelua aldatuz, Lammert-ek abiadura-adierazle desberdinak dituzten bektorearen molekula partikularrak bereizteko gai izan zen. Baina Stern esperimentua teoria zinetiko molekularreko ikerketarako ikerketa esperimentala hasi zen.

1920. urtean sortu zen lehenengo esperimentazio esperimentala, mota honetako esperimentuak egiteko beharrezkoak direnak. Sternek pertsonalki diseinatutako zilindro pare bat zen. Gailuaren barruan, platinozko mehe bat jarri zen zilarrezko estaldura batekin, elektrizitatearen ardatzak berotu ondoren. Instalazioan sortu ziren hutsean dauden baldintzetan, zilarrezko atomoen estu-estu bat zilindroen gainazalean mozten den zirrikitu longitudinal baten bidez pasatu zen eta kanpoko pantaila berezi batean kokatu zen. Jakina, unitatea mugimenduan zegoen eta atomoek azalera iritsi zirenean, angelu batetara bueltatu zen. Modu honetan, Sternek mugimenduaren abiadura zehaztu zuen.

Baina hori ez da Otto Stern-en lorpen zientifiko bakarra. Urte bat geroago, Walter Gerlachekin batera, esperimentu bat egin zuen, atomoen spinaren presentzia baieztatu eta kuantifikazio espaziala frogatu zuen. Stern-Gerlach esperimentuak bere oinarri esperimental indartsua duen indar esperimental bat sortu zuen. Osagai indartsu honek sortutako eremu magnetikoaren eraginez, oinarrizko partikulak desbideratu ziren bere xurgapen magnetikoaren orientazioaren arabera.