Ernest Rutherford: βιογραφία και συνεισφορές αυτού του Νεοζηλανδού φυσικού

Ο Έρνεστ Ράδερφορντ είναι ένας από τους πιο αναγνωρισμένους ερευνητές στον τομέα της φυσικής, αφού οι ανακαλύψεις του στον τομέα αυτό ήταν πολλαπλές.

Ενδιαφερόταν ιδιαίτερα για το πειραματικό πεδίο, δηλαδή για την πρακτική επαλήθευση των πεποιθήσεών του, για να συγκροτήσει αργότερα τις θεωρίες. Η κύρια συνεισφορά του ήταν η ανακάλυψη ραδιενεργών σωματιδίων άλφα, βήτα και γάμμα. η αλλαγή στη φύση του ραδιενεργού στοιχείου όταν διασπάται· και η πρόταση μιας νέας δομής του ατόμου, που αποτελείται από έναν πυρήνα.

Σε αυτή τη βιογραφία του Ernest Rutherford θα ανασκοπήσουμε τα πιο σχετικά γεγονότα στη ζωή αυτού του ερευνητή και τις πιο σχετικές συνεισφορές που έκανε στην επιστήμη.

• Σχετικό άρθρο: "Βέρνερ Χάιζενμπεργκ: βιογραφία αυτού του Γερμανού θεωρητικού φυσικού"

Σύντομη βιογραφία του Ernest Rutherford

Ο Ernest Rutherford γεννήθηκε στις 30 Αυγούστου 1871 στο Brightwater της Νέας Ζηλανδίας.. Ήταν γιος του Τζέιμς Ράδερφορντ που ήταν αγρότης και της Μάρθας Τόμπσον που ήταν αφοσιωμένη στη διδασκαλία. Οι γονείς του πάντα ήθελαν να δώσουν στα πολλά παιδιά τους καλή εκπαίδευση, ήταν δώδεκα από αυτούς που ήταν ο Ερνέστος ο τέταρτος.

Νεολαία και πρώτα χρόνια προπόνησης

Από πολύ μικρός έχουν ήδη ξεχωρίσει οι υψηλές του ικανότητες και ικανότητες στην αριθμητική., όντας ένα μάλλον περίεργο παιδί. Με αυτόν τον τρόπο μπόρεσε να μπει στο Nelson College, όπου εκτός από ακαδημαϊκές ικανότητες μπόρεσε να αναπτύξει και σωματικές ικανότητες όπως ένας παίκτης ράγκμπι.

Αφού σπούδασε για τρία χρόνια στο Nelson College, εισήλθε στο κολέγιο Canterbury της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης, όπου συνέχισε να ασκεί το ράγκμπι και μπόρεσε να παρακολουθήσει επιστημονικούς συλλόγους.

Κατά τη διάρκεια της παραμονής του στο Πανεπιστήμιο άρχισαν να διακρίνονται οι υψηλές του ικανότητες στον τομέα του επιστημονικού πειραματισμού, οι οποίες μαζί με τον πάντα άψογα ακαδημαϊκά αποτελέσματα, του επέτρεψαν να συνεχίσει την εκπαίδευση και την έρευνά του στο Πανεπιστήμιο της Νέας Ζηλανδίας κατά τη διάρκεια μιας περιόδου 5 χρονια.

Δεδομένων των καλών βαθμών του, μετά την αποφοίτησή του Είχε την τύχη να λάβει τη μοναδική υποτροφία στη Νέα Ζηλανδία για να σπουδάσει μαθηματικά, λαμβάνοντας το όνομα Master of Arts για τους καλούς του βαθμούς και συμμετέχουν σε έρευνες στον τομέα των μαθηματικών και της φυσικής.

Αργότερα απέκτησε πτυχίο επιστήμης το 1894, έτσι ένα χρόνο αργότερα μπόρεσε να συνεχίσει τις σπουδές του στη Μεγάλη Βρετανία, ούτε λίγο ούτε πολύ. παρά στα εργαστήρια Cavendish στο Cambridge, που διευθύνεται από τον Joseph John Thompson, ο οποίος αναγνωρίστηκε στον τομέα της επιστήμης ως αυτός που ανακάλυψε ηλεκτρόνιο.

Στον προσωπικό τομέα, πιο συγκεκριμένα στον συναισθηματικό, Πριν ταξιδέψει και εγκατασταθεί στη Μεγάλη Βρετανία, αρραβωνιάστηκε την Mary Geordina Newton, μια νεαρή γυναίκα που είχε γνωρίσει κατά τη διάρκεια της παραμονής του στο Chriscruchs.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: «Οι 10 κλάδοι της Φυσικής και τα γνωστικά τους πεδία»

Εδραίωση της επαγγελματικής σας ζωής στον επιστημονικό χώρο

Τα χρόνια που ήταν στο Κέιμπριτζ Συνέχισε με τη μελέτη των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και πώς αυτά θα μπορούσαν να ληφθούν σε μεγάλες αποστάσεις. Η καριέρα του στον επιστημονικό τομέα συνέχισε να προοδεύει, καταφέρνοντας να παρουσιάσει τα αποτελέσματα της δουλειάς του στην Cambridge Physical Society και να τα δημοσιεύσει στο επιστημονικό περιοδικό Φιλοσοφική Συναλλαγή που ανήκει στη Βασιλική Εταιρεία.

Στην αρχή της διαμονής σας επίσης άρχισε να ερευνά, μαζί με τον διευθυντή του εργαστηρίου του, J.J. Thompson, τα αποτελέσματα που παράγονται από τις ακτίνες Χ που προβάλλονται σε ένα αέριο, ανακαλύπτοντας έτσι ότι αυτές οι ακτίνες θα μπορούσαν να ιονίσουν τον αέρα προκαλώντας μεγάλο αριθμό από φορτισμένα σωματίδια, ικανά να είναι θετικά και αρνητικά και να τα ανασυνδυάζουν δημιουργώντας άτομα ουδέτερος.

Έτσι επινόησε επίσης μια τεχνική με σκοπό τη μέτρηση της ταχύτητας των ιόντων και του ρυθμού τους ανασυνδυασμός, μια διαδικασία αντίθετη με τον ιονισμό, όπου τα ηλεκτρόνια ενώνονται με ιόντα θετικός.

Δεδομένων των συνεχών ερευνών και ανακαλύψεων που καταφέρνει, η αναγνώρισή του στον επιστημονικό τομέα αυξανόταν. Ετσι ώστε, το 1898 τέθηκε η δυνατότητα διδασκαλίας στο Πανεπιστήμιο McGill στο Μόντρεαλ του Καναδά., όπου θα παραμείνει μέχρι το 1907. Αυτή η νέα αλλαγή του επέτρεψε να παντρευτεί τελικά την αρραβωνιαστικιά του Mary Newton το 1900 στη Νέα Ζηλανδία. Το 1901 υποδέχτηκε την πρώτη και μοναδική του κόρη, την Αϊλίν.

• Σχετικό άρθρο: «Οι 5 εποχές της Ιστορίας (και τα χαρακτηριστικά τους)»

Έρευνα στον τομέα της ραδιενέργειας

Κατά την παραμονή του στο Μόντρεαλ άρχισε να ενδιαφέρεται για τη μελέτη της ραδιενέργειας, αφού το 1896 ο Γάλλος φυσικός Henri Becquerel είχε ανακαλύψει ότι το ουράνιο εξέπεμπε μια ακτινοβολία που δεν είχε παρατηρηθεί μέχρι εκείνη τη στιγμή. Έτσι, τρία χρόνια αργότερα, το 1899, ο Ράδερφορντ μελέτησε πώς αυτή η ακτινοβολία ουρανίου μπορούσε να ιονίσει τον αέρα. παρατήρησε τον τρόπο με τον οποίο η ακτινοβολία διαπερνούσε διάφορα μεταλλικά φύλλα με τα οποία τύλιξε το στοιχείο ραδιενεργός.

Επιπλέον, μπόρεσε να παρατηρήσει και να ονομάσει τρεις διαφορετικούς τύπους ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το ουράνιο: αυτό που διείσδυσε περισσότερο, ονομάζεται βήτα, και αυτό που έκανε λιγότερο, που ονομάζεται άλφα, και ένα τρίτο που ονομάζεται γάμμα, το οποίο εκπέμπει πολύ ενεργητικές ακτίνες.

Η έρευνά του θα επικεντρωθεί τώρα στο χημικό στοιχείο θόριο, ανακαλύπτοντας ότι εκπέμπει επίσης ακτινοβολία και ότι μειώνεται εκθετικά μετά από λίγο, επιτρέποντάς του να παρουσιάσει το 1900 μια νέα έννοια: την περίοδο των ραδιενεργών στοιχείων.

Δεδομένων αυτών των νέων ανακαλύψεων, το 1902, μαζί με τον Frederick Soddy, ο Rutherford κατέληξε στο συμπέρασμα ότι Το θόριο διώχνει ραδιενεργά άτομα και ότι αυτή η εκπομπή σχετίζεται με διάσπαση του στοιχείου χημική ουσία, διατυπώνοντας έτσι τη θεωρία της φυσικής ραδιενέργειας, η οποία εξηγούσε τον αυθόρμητο μετασχηματισμό των στοιχείων.

Το 1904 η Βασιλική Εταιρεία του απένειμε το Μετάλλιο Ράμφορντ, επιβραβεύοντας και αναγνωρίζοντας τις σημαντικές ανακαλύψεις που είχε πετύχει αυτός ο επιστήμονας μέχρι τώρα. Την ίδια χρονιά δημοσίευσε το βιβλίο με τίτλο "Radioactivity" όπου μεταξύ άλλων προσεγγίσεων κατέδειξε την αβεβαιότητα της αρχής του αμετάβλητου της ύλης, αφού τα ραδιενεργά στοιχεία, καθώς εξέπεμπαν ακτινοβολία, μετατράπηκαν σε νέο στοιχείο με διαφορετικά χημικά χαρακτηριστικά.

Ο Ράδερφορντ πίστευε ότι συνέβησαν αποσυνθέσεις στον πυρήνα της Γης που θα ήταν η αιτία διατήρησης της θερμοκρασίας του πλανήτη σταθερή. Με αυτόν τον τρόπο θα συνεργαζόταν με τον Ότο Χαν, ο οποίος ανακάλυψε την πυρηνική σχάση ουρανίου και θορίου.

Το 1907 μετακόμισε στο Μάντσεστερ, καθώς έγινε δεκτός ως καθηγητής στο Πανεπιστήμιο αυτής της πόλης. Με αυτόν τον τρόπο άρχισαν να συνεργάζονται με τον Hans Geiger και μαζί μπόρεσαν να ανιχνεύσουν σωματίδια άλφα που αποβάλλονται από ραδιενεργές ουσίες; Από αυτή τη γραμμή έρευνας, μπόρεσαν να εκτιμήσουν τον αριθμό του Avogadro, ο οποίος αναφέρεται στον αριθμό των σωματιδίων που συνθέτουν μια ουσία, με πιο άμεσο τρόπο.

Ήταν ένα χρόνο αργότερα, το 1908, όταν μπόρεσε να επιβεβαιώσει αυτό που είχε προηγουμένως υποθέσει. ότι τα σωματίδια άλφα, που ήδη αναφέρθηκαν, όταν απαλλαγούν από το φορτίο τους, γίνονται άτομα ηλίου. Αυτή η ανακάλυψη σήμαινε ότι την ίδια χρονιά κέρδισε το Νόμπελ Χημείας.

Μία από τις σημαντικότερες συνεισφορές του στην επιστήμη ήταν η διαμόρφωση ενός νέου ατομικού μοντέλου το 1911, γνωστού ως ατομικό μοντέλο του Ράδερφορντ., όπου εγείρει την ύπαρξη ενός πυρήνα στα άτομα, ο οποίος θα αποτελείτο από το φορτίο θετικό και σχηματίζεται από σχεδόν όλη τη μάζα, που περιβάλλεται από ένα φλοιό ή κέλυφος ηλεκτρονίων, φορτίο αρνητικός.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Marie Curie: βιογραφία αυτής της πρωτοπόρου ερευνήτριας της ραδιενέργειας"

Στάδιο του Α' Παγκοσμίου Πολέμου

Κατά την περίοδο του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου (1914 -1918) ο φυσικός εστίασε στο να βοηθήσει στην ανίχνευση υποβρυχίων χρησιμοποιώντας ηχητικά κύματα. Μετά τον πόλεμο, ήδη το 1919, συνέχισε τη μελέτη των σωματιδίων άλφα και των ατόμων, στην προκειμένη περίπτωση του αζώτου, παρατήρησε πώς το άζωτο μετατρέπεται σε οξυγόνο απορροφώντας τα σωματίδια άλφα, επιτυγχάνοντας έτσι την πρώτη μεταστοιχείωση τεχνητός.

Επιστρέφοντας στο Κέιμπριτζ το 1919 ανέλαβε διευθυντής του Εργαστηρίου Cavendish, αντικαθιστώντας τον J.J. Τόμσον. Είναι σε αυτήν την περίοδο που οι συνεισφορές και οι επιρροές του στον τομέα της πυρηνικής φυσικής ήταν μεγαλύτερες.

Μεταξύ των διάσημων φυσικών που σπούδασαν στο εργαστήριο κατά την ηγεσία του Ράδερφορντ, αξίζει να τονιστεί ο Τζέιμς Τσάντγουικ, ο οποίος ανακάλυψε την ύπαρξη του νετρονίου. Ο Niels Bohr, ο οποίος επαλήθευσε ότι το ατομικό μοντέλο του Rutherford ήταν σταθερό, και ο Robert Oppenheimer, θεωρούσαν τον δημιουργό της ατομικής βόμβας.

• Σχετικό άρθρο: "Οι 4 κύριοι τύποι επιστήμης (και τα πεδία έρευνάς τους)"

Τελευταία χρόνια ζωής

Κατά τη διάρκεια της παραμονής του στο εργαστήριο Cavendish, που θεωρείται η πιο ευημερούσα εποχή του φυσικού, η χρυσή εποχή, κέρδισε επίσης πολλαπλά βραβεία.

Για πέντε χρόνια (1925-1930) διετέλεσε Πρόεδρος της Βασιλικής Εταιρείας, μια κοινωνία στην οποία ήταν μέλος από το 1903 και τιμήθηκε με το μετάλλιο Franklin το 1924 και το μετάλλιο Faraday το 1936. Επιπλέον, το 1931 ονομάστηκε Baron Rutherford of Nelson, έχοντας ήδη τον τίτλο του Sir από το 1914. Αν και όλες αυτές οι αναγνωρίσεις και χαρές θα περικόπτονταν από τον θάνατο της μοναχοκόρης του, Eileen, το 1930, με μόλις 29 ετών.

Επίσης κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου με τους James Chadwick και Charles Drummond Ellis εξέδωσε το βιβλίο «Radiation of radioactive substances» το 1930 και επτά χρόνια αργότερα έγραψε το έργο «The New Alchemy».

Ο Έρνεστ Ράδερφορντ πέθανε στις 19 Οκτωβρίου 1937, αφού δεν κατάφερε να αναρρώσει πλήρως και ξαφνικά επιδεινώθηκε μετά από μια εγχείρηση. Τα λείψανά του ενταφιάστηκαν στο Αβαείο του Γουέστμινστερ, δίνοντάς του μια τιμητική θέση δίπλα στον Ισαάκ Νεύτον και τον Γουίλιαμ Τόμσον.