1920-ൽ എഫ്.ഡബ്ലിയു ആസ്റ്റൺ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ നിരവധി അണുകേന്ദ്രങ്ങളുടെ ദ്രവ്യമാനം അളന്നു കൊണ്ട് അതിൽ പഠനങ്ങൾ നടത്തി. അതിൽ സ്വാഭാവികമായും ഹൈഡ്രജനും ഹീലിയവും ഉണ്ടായിരുന്നു. നാല് ഹൈഡ്രജൻ അണുകേന്ദ്രങ്ങളുടെ ദ്രവ്യമാനം എത്രയാണോ അത്രയും ദ്രവ്യമാനം ആയിരിക്കും ഒരു ഹീലിയം അണുകേന്ദ്രത്തിനു ഉണ്ടാവുക എന്ന് അന്നത്തെ അറിവ് വച്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാർ സിദ്ധാന്തിച്ചിരുന്നു.

ആസ്റ്റണെ അത്ഭുതപ്പെടുത്തികൊണ്ട് ഹീലിയം അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ ദ്രവ്യമാനം നാല് ഹൈഡ്രജൻ അണുകേന്ദ്രങ്ങളുടെ ദ്രവ്യമാനത്തേക്കാൾ അല്‌പം കുറവാണെന്ന് കണ്ടു. ഇതിന്റെ വിശദാംശം എന്താണെന്നു നോക്കാം. 

പ്രോട്ടോണിന്റെ ദ്രവ്യമാനം = 1.00728 amu (1 amu = 1.6604 X 10 -27 kg ആണ്)

ന്യൂട്രോണിന്റെ ദ്രവ്യമാനം = 1.00866 amu

അപ്പോൾ ഒരു പ്രോട്ടോണും ഒരു ന്യൂട്രോണും കൂടിചേർന്ന് ഉണ്ടാകുന്ന ഡ്യുറ്റീരിയം അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ ദ്രവ്യമാനം 1.00728 amu + 1.00866 amu = 2.01594 amu ആയിരിക്കണം. പക്ഷേ ഡ്യുറ്റീരിയം അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ ദ്രവ്യമാനം അളന്നപ്പോൾ അത് 2.01355 amu ആണെന്നാണ് കിട്ടിയത്. അതായത് ഒരു പ്രോട്ടോണും ഒരു ന്യൂട്രോണും ചേർന്ന് ഡ്യുറ്റീരിയം അണുകേന്ദ്രം ഉണ്ടായപ്പോൾ അതിന്റെ ദ്രവ്യമാനത്തിൽ ഏതാണ്ട് 0.00239 amu (2.01594 amu - 2.01355 amu) ദ്രവ്യം എങ്ങനെയോ നഷ്ടപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

ഇതേ പോലെ മറ്റു ഉയർന്ന മൂലകങ്ങൾക്കൊക്കെ ദ്രവ്യനഷ്ടം ഉണ്ടായിട്ടുണ്ട് എന്നു പിന്നീടുള്ള പരീക്ഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചു.

ഹീലിയം അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ ഇത് എത്രയാണെന്ന് നോക്കാം. ഹീലിയം അണുവിൽ 2 പ്രോട്ടോണും 2 ന്യൂട്രോണും ആണല്ലോ ഉള്ളത്. അതിനാൽ , ‍

2 പ്രോട്ടോണിന്റെ ദ്രവ്യമാനം = 2 x 1.00728 amu = 2.01458 amu

2 ന്യൂട്രോണിന്റെ ദ്രവ്യമാനം = 2 x 1.00866 amu = 2.01732 amu

ഇവയുടെ ആകെതുകയായ 4.03190 amu (2.01458 + 2.01732) ആണ് ഹീലിയം അണു കേന്ദ്രത്തിന്റെ ദ്രവ്യമാനം സാധാരണ കണക്കിൽ വരേണ്ടത്.

പക്ഷേ ഹീലിയം അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ ദ്രവ്യമാനം അളന്നപ്പോൾ അത് 4.00150 amu മാത്രമേ ഉള്ളൂ എന്നു കണ്ടു. അതായത് 0.03040 amu (4.03190 amu - 4.00150 amu) ദ്രവ്യം നഷ്ടപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഇതു എന്തുകൊണ്ടാണെന്നു വിശദീകരിക്കാൻ ആസ്റ്റണു കഴിഞ്ഞില്ല.

ബന്ധനോർജ്ജ ആരേഖവും അണുഭൗതികവും
ചരിത്രം
ബന്ധനോർജ്ജ ആരേഖം
ആർതർ ഏഡിങ്ങ്ടന്റെ വിശദീകരണം