Ernest Rutherford: biographie et contributions de ce physicien néo-zélandais

Ernest Rutherford est l'un des chercheurs les plus reconnus dans le domaine de la physique, puisque ses découvertes dans ce domaine ont été multiples.

Il s'intéressait surtout au domaine expérimental, c'est-à-dire à la vérification pratique de ses croyances, pour en constituer plus tard les théories. Ses principales contributions ont été la découverte de particules radioactives alpha, bêta et gamma; le changement de nature de l'élément radioactif lors de sa désintégration; et la proposition d'une nouvelle structure de l'atome, constituée d'un noyau.

Dans cette biographie d'Ernest Rutherford, nous passerons en revue les événements les plus pertinents de la vie de ce chercheur et les contributions les plus pertinentes qu'il a apportées à la science.

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Brève biographie d'Ernest Rutherford

Ernest Rutherford est né le 30 août 1871 à Brightwater, Nouvelle-Zélande. Il était le fils de James Rutherford qui était fermier et de Martha Thompson qui se consacrait à l'enseignement. Ses parents ont toujours voulu donner une bonne éducation à leurs nombreux enfants, ils étaient douze étant Ernest le quatrième.

Jeunes et premières années de formation

Dès son plus jeune âge, ses hautes capacités et compétences en arithmétique se sont déjà démarquées., étant un enfant assez curieux. De cette façon, il a pu entrer au Nelson College, où, en plus des compétences académiques, il a pu développer des capacités physiques de la même manière qu'un joueur de rugby.

Après avoir étudié pendant trois ans au Nelson College, il est entré au Canterbury College of Higher Education, où il a continué à pratiquer le rugby et a pu assister à des clubs scientifiques.

Au cours de son séjour à l'Université, on a commencé à entrevoir ses hautes capacités dans le domaine de l'expérimentation scientifique, qui, avec ses résultats académiques toujours impeccables, lui ont permis de poursuivre sa formation et ses recherches à l'Université de Nouvelle-Zélande pendant une période de cinq ans.

Compte tenu de ses bonnes notes, après avoir obtenu son diplôme Il a eu la chance de recevoir la seule bourse en Nouvelle-Zélande pour étudier les mathématiques, obtenant le titre de Master of Arts pour ses bonnes notes. et participer à des recherches dans le domaine des mathématiques et de la physique.

Il a ensuite obtenu un baccalauréat ès sciences en 1894, ainsi un an plus tard il a pu poursuivre ses études en Grande-Bretagne, ni plus ni moins que dans les Laboratoires Cavendish de Cambridge, dirigés par Joseph John Thompson, reconnu dans le domaine scientifique pour être celui qui a découvert le électron.

Dans la sphère personnelle, plus précisément dans la sphère sentimentale, Avant de voyager et de s'installer en Grande-Bretagne, il s'est fiancé à Mary Geordina Newton, une jeune femme qu'il avait rencontrée lors de son séjour à Chriscruchs.

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Consolidation de votre vie professionnelle dans le domaine scientifique

Pendant les années où il était à Cambridge Il a continué avec l'étude des ondes électromagnétiques et comment celles-ci pourraient être reçues à de grandes distances. Sa carrière dans le domaine scientifique a continué de progresser, réussissant à présenter les résultats de ses travaux à la Cambridge Physical Society et à les publier dans la revue scientifique. Transaction philosophique appartenant à la Royal Society.

En début de séjour aussi a commencé à enquêter, avec son directeur de laboratoire, J.J. Thompson, les effets produits par les rayons X projetés sur un gaz, découvrant ainsi que ces rayons pouvaient ioniser l'air et donner lieu à un grand nombre de particules chargées, pouvant être à la fois positives et négatives et se recombinant pour donner naissance à des atomes neutre.

Il a donc également conçu une technique dans le but de mesurer la vitesse des ions et leur taux de recombinaison, un processus contraire à l'ionisation, où les électrons s'unissent aux ions positif.

Compte tenu des recherches et des découvertes continues qu'il réalisait, sa reconnaissance dans le domaine scientifique augmentait. Donc, en 1898, la possibilité d'enseigner à l'Université McGill à Montréal, Canada a été soulevée., où il restera jusqu'en 1907. Ce nouveau changement lui a permis d'épouser enfin sa fiancée Mary Newton en 1900 en Nouvelle-Zélande. En 1901, il accueille sa première et unique fille, Eileen.

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Recherche dans le domaine de la radioactivité

Au cours de son séjour à Montréal, il s'intéresse à l'étude de la radioactivité, puisqu'en 1896 le physicien français Henri Becquerel avait découvert que l'uranium émettait un rayonnement non observé jusqu'à ce moment. Ainsi, trois ans plus tard, en 1899, Rutherford étudia comment ces rayonnements d'uranium pouvaient ioniser l'air, observé la façon dont le rayonnement a pénétré les différentes tôles avec lesquelles il a enveloppé l'élément radioactif.

En outre, a pu observer et nommer trois types différents de rayonnement émis par l'uranium: celui qui a le plus pénétré, appelé bêta, et celui qui a fait le moins, appelé alpha, et un troisième appelé gamma, qui émet des rayons très énergétiques.

Ses recherches se concentreraient désormais sur l'élément chimique thorium, découvrant qu'il émet également des rayonnements et qu'il diminue de façon exponentielle au bout d'un certain temps, lui permettant de présenter en 1900 un nouveau concept: la période des éléments radioactifs.

Compte tenu de ces nouvelles découvertes, en 1902, avec Frederick Soddy, Rutherford a conclu que le thorium expulse des atomes radioactifs et que cette émission est liée à une désintégration de l'élément chimique, formulant ainsi la théorie de la radioactivité naturelle, qui expliquait la transformation spontanée des éléments.

En 1904, la Royal Society lui a décerné la médaille Rumford, récompensant et reconnaissant les découvertes importantes que ce scientifique avait réalisées jusqu'à présent. En cette même année a publié le livre intitulé "Radioactivité" où entre autres approches ont démontré l'incertitude du principe d'immodification de la matière, puisque les éléments radioactifs, en émettant des radiations, se sont transformés en un nouvel élément avec des caractéristiques chimiques différentes.

Rutherford croyait que des désintégrations se produisaient dans le noyau de la Terre, ce qui serait la cause du maintien de la température de la planète constante. Il collaborera ainsi avec Otto Hahn, qui découvrit la fission nucléaire de l'uranium et du thorium.

En 1907, il s'installe à Manchester, car il est admis comme professeur à l'Université de cette ville. De cette manière a commencé à collaborer avec Hans Geiger, et ensemble, ils ont pu détecter les particules alpha expulsées par des substances radioactives; À partir de cette ligne de recherche, ils ont pu estimer le nombre d'Avogadro, qui fait référence au nombre de particules qui composent une substance, de manière plus directe.

C'est un an plus tard, en 1908, qu'il put confirmer ce qu'il avait supposé auparavant; que les particules alpha, déjà mentionnées, lorsqu'elles se débarrassent de leur charge, deviennent des atomes d'hélium. Cette découverte lui a valu, la même année, le prix Nobel de chimie.

L'une de ses contributions les plus importantes à la science a été la formulation d'un nouveau modèle atomique en 1911, connu sous le nom de modèle atomique de Rutherford., où il relève l'existence d'un noyau dans les atomes, qui serait constitué par la charge positive et formée par presque toute la masse, entourée d'une croûte ou d'une coquille d'électrons, charge négatif.

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Scène de la Première Guerre mondiale

Pendant la période de la Première Guerre mondiale (1914 -1918) le physicien s'est concentré sur l'aide à la détection de sous-marins à l'aide d'ondes sonores. Après la guerre, déjà en 1919, il poursuit l'étude des particules alpha et des atomes, en l'occurrence l'azote, observé comment l'azote est transformé en oxygène en absorbant les particules alpha, réalisant ainsi la première transmutation artificiel.

À son retour à Cambridge en 1919, il prend la direction du Laboratoire Cavendish, remplaçant J.J. Thomson. C'est à cette époque que ses contributions et influences dans le domaine de la physique nucléaire étaient les plus importantes.

Parmi les physiciens renommés qui ont étudié en laboratoire sous la direction de Rutherford, il convient de souligner James Chadwick, qui a découvert l'existence du neutron; Niels Bohr, qui a vérifié que le modèle atomique de Rutherford était stable, et Robert Oppenheimer, considéré comme le créateur de la bombe atomique.

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Dernières années de vie

Lors de son séjour au Laboratoire Cavendish, considéré comme l'âge le plus prospère du physicien, l'âge d'or, il obtient également de multiples récompenses.

Pendant cinq ans (1925-1930), il a été président de la Royal Society, une société dont il était membre depuis 1903 et a reçu la médaille Franklin en 1924 et la médaille Faraday en 1936. De plus, en 1931, il fut nommé Baron Rutherford of Nelson, ayant déjà le titre de Sir depuis 1914. Même si toutes ces reconnaissances et joies seraient tronquées par la mort de sa fille unique, Eileen, en 1930, alors âgée de seulement 29 ans.

Également pendant cette période avec James Chadwick et Charles Drummond Ellis il a publié le livre "Radiation des substances radioactives" en 1930, et sept ans plus tard il a écrit l'ouvrage "The New Alchemy".

Ernest Rutherford est décédé le 19 octobre 1937, après ne pas avoir complètement récupéré et s'être soudainement détérioré suite à une opération. Sa dépouille fut inhumée à l'abbaye de Westminster, lui accordant une place d'honneur aux côtés d'Isaac Newton et de William Thomson.