Credo che l’esperimento di Rutherford (o meglio di Geiger e Marsden) non possa essere replicato identicamente ai nostri giorni, se non altro per la legislazione (giustamente) molto restrittiva attualmente in vigore per l’uso di isotopi radioattivi.
Posso raccontare brevemente come ho fatto eseguire l’esperimento da un piccolo gruppo di studenti del quarto anno del corso di laurea in fisica presso l’Università di Parma nell’ormai lontano anno accademico 1967/1968.
1. Le particelle alfa erano emesse da una sorgente di Am²⁴¹ di tipo spettroscopico, cioè in cui l’isotopo radioattivo era depositato elettroliticamente su un dischetto di acciaio inox. In questo modo l’autoassorbimento di energia nella sorgente era molto basso e le alfa uscivano con energia cinetica ben definita. Però l’attività della sorgente era piuttosto bassa, dell’ordine di pochi microcurie (con le unità attuali dell’ordine di 10⁵ Bq). La sorgente era montata in un collimatore di piombo, che serviva contemporaneamente a collimare il fascetto di alfa e a schermare le radiazioni gamma emesse insieme alle alfa stesse.
2. Il fascetto di alfa incideva su un foglio di oro abbastanza sottile (≈1 µm) da permettere l’interazione delle particelle con il foglio in regime di scattering singolo. Avevamo risolto il problema procurandoci un blocchetto tipo quelli usati dai doratori, che era fatto da fogli alternati di carta india sottilissima e da fogli ancora più sottili di oro. Bloccando un pezzo di sandwich carta-oro-carta in mezzo a una ghiera anulare di acciaio inox e poi bruciando la carta con H₂SO₄ abbiamo ottenuto un foglio, ovviamente delicatissimo ma autosostentante, del diametro di circa 1 cm.
3. Il collimatore e la ghiera sono stati montati su un unico supporto che mantenesse un allineamento geometrico stabile, e il supporto è stato alloggiato dentro un recipiente  metallico cilindrico in cui con una pompa a zeolite (per evitare vibrazioni e vapori di olio) si poteva abbassare la pressione fino a circa 10^-1 mbar, in modo che l’interazione fra le alfa e le molecole d’aria fosse trascurabile.
4. Attraverso il coperchio del recipiente, con un passante rotante a tenuta di vuoto, si inseriva il sostegno per il rivelatore delle particelle alfa, che così poteva essere spostato nel piano contenente la linea di volo delle particelle, da un angolo di 0° rispetto alla linea di volo stessa fino a circa ± 170°. Il rivelatore era del tipo a semiconduttore a barriera di superficie arrivati da poco anche sul mercato italiano. Aveva una superficie utile di soli 7 mm², che però per questa applicazione andava benissimo. Ogni volta che un’alfa incideva sulla superficie del rivelatore si generava un impulso che veniva registrato da una opportuna strumentazione elettronica (premplificatore, amplificatore, analizzatore di ampiezza-contatore). I tempi di conteggio risultavano molto lunghi, data la bassa intensità della sorgente alfa, ma questo non costituiva un problema, perché l’acquisizione dei dati a ogni angolo scelto poteva procedere automaticamente per tutto il tempo desiderato.
Al giorno d’oggi le difficoltà meccaniche ed elettroniche sarebbero le stesse, anche se i vari aggeggi elettronici dovrebbero costare in proporzione molto di meno. Non mi stupirei se qualche ditta proponesse tutta l’apparecchiatura già realizzata, anche se io personalmente non ne sono a conoscenza.
Credo che la difficoltà per un uso didattico in ambiente scolastico non universitario sarebbe comunque legata soprattutto all’utilizzo di isotopi alfa-emettitori, possibilmente di maggiore attività specifica rispetto all’Am²⁴¹ che ho usato io, perché lo avevo già in casa per altri scopi.
Però se qualche docente ostinato volesse provare a superare tutte le difficoltà, io gli metterei volentieri a disposizione quello che so. Non ho più i disegni che avevo dato all’officina meccanica dell’Istituto di Fisica per realizzare la parte meccanica e da vuoto, ma sarei in grado di contribuire a mettere a punto un apparecchio funzionante.