Алфа (α) - емирилишнинг кашф этилиш ва уни ўрганиш тарихи Эрнест Резерфорд номи билан боғлиқ. α-емирилиш, α-зарра деган номлари ҳам у таклиф этган. Бу воқеа радиоактивлик кашф этилгандан кейин бир оз вақт ўтгач содир бўлди. Ўшанда Резерфорд уран тузларининг нурланишини энди текшира бошлаган эди. Тажрибалар бу нурланиш бир жинсли эмаслигини кўрсатди. Унинг бир қисмини юпқа алюминий фолга ютар, бошқа қисми эса ундан бемалол ўтиб кетар эди. Олим уларни мос равишда α-ва β-нурлар деб атади. Бироз кейинроқ нурланишнинг яна бир таркибий қисми аниқланди, у юнон алифбосининг учинчи ҳарфи билан γ-нурлар деб аталди.
α-зарралар Резерфорд учун узоқ йиллар давомида атом ядроларини текшириш учун ягона қурол бўлиб қолди. α-зарраларининг табиатини аниқлашда ҳам у биринчи бўлди. α-зарра ҳар икки электронини йўқотган гелий- 4 атоми ядроси эканлигини аниқланди:
.
Иккита протон ва иккита нейтрондан иборат гелий-4 ядроси энг оддий ва барқарор ядролардан биридир. Ундаги зарралар шунчалик мустаҳкам боғланганки, бошқа ядролар энергетик жиҳатдан α-зарраларга ва анча енгил ядрога парчаланиб кетиши мумкин эди. Бироқ бундай бўлмади. Фақат оғир элементлар: уран, радий, торий ва баъзи бошқа элементлар радиоактив емирилади.
Ядроларнинг α-емирилишга қарши мустаҳкамлиги ғоят қизиқарлидир, уни аниқлашда ҳам Резерфорд иштирок этди. У биринчи бўлиб, α-емирилиш мумтоз физика қонунларига кўра мавжуд бўлиши мумкин эмаслигига эътибор берди. Ҳақиқатан ҳам, α-заррани оғир ядро чиқаради ва у бунда 10 МеВ дан ортиқ бўлмаган кинетик энергияга эга бўлади. Энди зарра шундай энергия билан орқага, ядро ичига кирмоқчи бўлганини фараз қилайлик, деб ўйлади Резерфорд. Бу мумкин эмас экан. У ядрога яқин кела олмайди ва ядро кучлари таъсири соҳасига кира олмайди, чунки бунга электростатик итариш кучи халақит беради.
Ядрога кириш учун зарранинг энергияси бирор критик катталикдан, яъни потенсиал тўсиқдан ортиқ бўлиши керак. Тўсиқ катталиги Bα ни бундай баҳолаш мумкин:
бунда eZ -ядро заряди, 2е - α-зарра заряди, Ryadro ядро радиуси. Уранга яқин ядролар учун Bα нинг қиймати 30 МеВ бўлади.
Демак, табиат тўғри жараёнга рухсат бериб (α-емирилиш), тескарисини (зарранинг ядрога киришини) ман этибдида? Аммо ўша давргача физиклар учратган ҳамма ҳодисаларда, биринчи жараённинг мавжуд бўлиши иккинчисининг мавжуд бўлишини шарт қилиб қўярди. Худди шу ҳол Резерфордни ажаблантирди.
Бу муаммони эса квант механикаси тушунтириб берди. Классик механикадан фарқли равишда у зарранинг тўсиқдан ўтишига - туннел ўтишига йўл қўяди. Туннел ўтиши ёрдамида α-зарра оғир ядрога кириши мумкин. У ҳолда худди шундай ўтиш ёрдамида α-емирилиш ҳам амалга ошиши аниқ бўлади. Квант механикаси тўғри ва тескари жараёнларнинг тенг ҳуқуқли эканини тиклади ва α-емирилиш назариясининг вужудга келишига имкон яратди.
Потенсиал тўсиқнинг баландлиги ва эни ортиши билан туннел ўтиш эҳтимоллиги жуда тез камаяди. У кўпчилик ядролар учун жуда ҳам кичик ва шунинг учун уларда α-емирилиш содир бўлмайди.
α-фаол ядролар учун ярим емирилиш даври (ядролар яримининг емирилиш даври) тўсиқнинг сингдирувчанлигига боғлиқ ҳолда, жуда кенг оралиқларда 7,13·108 - йилдан (уран-235 учун) то 7,13·10−7 сониягача (полоний-212 учун) ўзгаради.
Табиий радиоактив изотоплар учун ?- зарраларнинг энергияси 2-8 МеВ оралиқда, тезлиги 107 м/с атрофида, ҳавода ҳаракатланиши (учиши) эса бир неча сантиметрдан иборат бўлади.
Замонавий зарядланган зарралар тезлаткичлари - сиклотронлар, фазотронлар - α-зарраларни юқоридагидан юзлаб марта катта энергиягача тезлатиш мумкин.