Robert Millikan'a 1923'te Nobel Fizik Ödülü Kazandıran Yağ Damlası Deneyi
millikan'a göre yağ damlası deneyi elektronların varlığının "doğrudan ve kesin kanıtı" idi. elektron yükünü ifade eden e'ye kesin bir değer atamaya çalışan bu deney, kuantum fizik için de birçok hesaplamayı mümkün kılacaktı. elektronun yükünü ölçmeye çalışan diğer araştırmacılar aralarında bir inçten daha az bir mesafe bulunan iki yatay metal plaka arasına toz adar ince su fışkırtıyorlardı. plakaların biri pozitif, diğeri negatif yük taşıyordu. iki plaka arasındaki elektrik alanı arasında düşen damlacık hızını ve damlacıkları yavaşlatmak için gereken elektrik alanının yoğunluğunu ölçerek, elektrik yükünü hesaplayabileceklerini düşünüyorlardı. ancak bir sorun vardı: damlacık halindeki su o kadar hızlı buharlaşıyordu ki sadece birkaç saniye görünür kalıyordu. elektrik yüküne ilişkin kaba bir tahmininin ötesinde bir şey elde etmek zordu ve bu deneyler hiçbir yere gitmiyordu.
manitoba ovalarında seyahat eden bir trendeyken, millikan'ın bu problemin üstesinden gelmek için aklına bir fikir geldi. ölçülen maddeyi su yerine yağ olarak deneyecekti, çünkü yağ buharlaşmayacak ve böylece ölçüm sonuçları başarılı hale gelecekti.
aslında millikan'ın bu deneyde su yerine yağ kullanma fikrini harvey fletcher adında lisansüstü bir öğrencisinden aldığı biliniyor. fletcher'ın ölümünden sonra yarım kalan ve yayımlanmayan otobiyografisinde, millikan'ın science dergisinde sonuçların yayınlanmasından hemen önce fletcher'a, ikinci yazar olması halinde doktoraya kabul edilmeyeceğini yazılı bir kağıtla bildirdiği vakidir. millikan, fletcher'ın doktora derecesini birlikte yapacakları farklı bir deneyde kazanabileceğini söylemiştir. millikan böylece yağ damlası deneyinin tüm başarısını üzerine alacaktı.
bununla birlikte millikan ona her açıdan zarif davranmıştı; fletcher'ın yeteneklerini geliştirmiş ve fizikteki kariyerini mümkün kılmıştır. ve böylece dindar bir mormon olan fletcher, ölene kadar akıl hocasına meydan okuyamayacağına kabul etmişti.
kaynak: stephen f. fletcher, “harvey fletcher: 1884–1981,” 1992.
zamanla, deney şu şekilde evrildi: bir araştırmacı kutu benzeri bir bölmeye atomizer adı verilen bir aletten ince bir yağ buharı püskürtür; bir ışık huzmesi ile aydınlatılan damlacıklara yakın mesafeden bir teleskopla bakılır. iki yatay ve birbirine paralel plaka arasına büyük bir potansiyel farkı uygulanarak homojen bir elektrik alan oluşturulur. yağ damlaları plakalar arasında sürüklenebilir. voltajı değiştirerek damlalar yükseltilip, düşürülebilir.
millikan'ın öğrencisi harvey fletcher deneyi ilk kez denediğinde ve yıldızlar gibi parıldayan havada asılı duran küçük yağ damlalarına teleskopla baktığında heyecanla çığlık atma isteği duymuştu. deneyi saatlerce, gün be gün yapmak için, belirli bir miktar akımda belirli büyüklükteki yağ damlasının yükselmesi veya alçalması için geçen süreyi saymak fletcher için uygun değildi. millikan laboratuvarında geçirilen zaman bir tür işkence gibi görünüyordu. sonuçta, fletcher'ın laboratuvardaki rolü daha genç bir yüksek lisans öğrencisi mervin kelly tarafından devralındı.