Ernest Rutherford: biografija i doprinosi ovog novozelandskog fizičara

Ernest Rutherford jedan je od najpriznatijih istraživača u području fizike, budući da su njegova otkrića na tom području bila višestruka.

Posebno ga je zanimalo eksperimentalno polje, odnosno praktična provjera svojih uvjerenja, da bi kasnije konstituirao teorije. Njegov glavni doprinos bili su otkriće radioaktivnih alfa, beta i gama čestica; promjena u prirodi radioaktivnog elementa kada se raspadne; i prijedlog nove strukture atoma, sastavljenog od jezgre.

U ovoj biografiji Ernesta Rutherforda osvrnut ćemo se na najrelevantnije događaje u životu ovog istraživača i najrelevantnije doprinose koje je dao znanosti.

• Povezani članak: "Werner Heisenberg: biografija ovog njemačkog teoretskog fizičara"

Kratka biografija Ernesta Rutherforda

Ernest Rutherford rođen je 30. kolovoza 1871. u Brightwateru na Novom Zelandu. Bio je sin Jamesa Rutherforda koji je bio farmer i Marthe Thompson koja je bila posvećena podučavanju. Njegovi roditelji oduvijek su željeli svojoj brojnoj djeci dati dobro obrazovanje, bilo ih je dvanaest, a Ernest četvrti.

Mladost i prve godine školovanja

Od malena su se već isticale njegove visoke sposobnosti i vještine u aritmetici., budući da je prilično znatiželjno dijete. Na taj je način uspio upisati Nelson College, gdje je osim akademskih vještina mogao razvijati fizičke sposobnosti na isti način kao i ragbi igrač.

Nakon tri godine studija na Nelson Collegeu, upisao je Canterbury College visokog obrazovanja, gdje je nastavio trenirati ragbi i mogao je pohađati znanstvene klubove.

Tijekom boravka na Sveučilištu nazirale su se njegove visoke sposobnosti na polju znanstvenog eksperimentiranja, što je, zajedno s njegovim uvijek besprijekorni akademski rezultati, omogućili su mu nastavak usavršavanja i istraživanja na Sveučilištu Novog Zelanda tijekom razdoblja od pet godina.

S obzirom na njegove dobre ocjene, nakon diplomiranja Imao je sreću da je dobio jedinu stipendiju na Novom Zelandu za studij matematike, a zbog dobrih ocjena dobio je titulu magistra umjetnosti te sudjelovati u istraživanjima u području matematike i fizike.

Kasnije je 1894. godine diplomirao, pa je godinu dana kasnije mogao nastaviti studij u Velikoj Britaniji, ni manje ni više. nego u Cavendish Laboratories u Cambridgeu, koji je vodio Joseph John Thompson, koji je bio prepoznat u području znanosti kao onaj koji je otkrio elektron.

U osobnoj sferi, točnije u sentimentalnoj, Prije nego što je otputovao i nastanio se u Velikoj Britaniji, zaručio se s Mary Geordina Newton, mladu ženu koju je upoznao tijekom svog boravka u Chriscruchsu.

• Možda će vas zanimati: "10 grana fizike i njihova polja znanja"

Konsolidacija vašeg profesionalnog života u znanstvenom području

Tijekom godina provedenih u Cambridgeu Nastavio je s proučavanjem elektromagnetskih valova i načina na koji se oni mogu primiti na velikim udaljenostima. Njegova karijera u znanstvenom polju nastavila je napredovati, uspio je rezultate svog rada predstaviti Cambridge Physical Societu i objaviti ih u znanstvenom časopisu Filozofska transakcija koja pripada Kraljevskom društvu.

I na početku vašeg boravka počeo istraživati, zajedno sa svojim direktorom laboratorija, J.J. Thompsonom, efekte rendgenskih zraka projiciranih na plin, otkrivajući tako da te zrake mogu ionizirati zrak što dovodi do velikog broja nabijene čestice, koje mogu biti i pozitivne i negativne i rekombinirati ih čime nastaju atomi neutralan.

Stoga je također osmislio tehniku ​​u svrhu mjerenja brzine iona i njihove brzine rekombinacija, proces suprotan ionizaciji, gdje se elektroni ujedinjuju s ionima pozitivan.

S obzirom na kontinuirana istraživanja i otkrića do kojih je dolazio, njegova je prepoznatljivost u znanstvenom području sve veća. Tako da, 1898. godine otvorena je mogućnost podučavanja na Sveučilištu McGill u Montrealu u Kanadi., gdje će ostati do 1907. godine. Ova nova promjena omogućila mu je da konačno oženi svoju zaručnicu Mary Newton 1900. godine na Novom Zelandu. 1901. dočekao je svoju prvu i jedinu kćer po imenu Eileen.

• Povezani članak: "5 doba povijesti (i njihove karakteristike)"

Istraživanja u području radioaktivnosti

Tijekom boravka u Montrealu zainteresirao se za proučavanje radioaktivnosti, budući da je 1896. godine francuski fizičar Henri Becquerel otkrio da uran emitira zračenje koje do tog trenutka nije primijećeno. Tako je tri godine kasnije 1899. Rutherford proučavao kako to uranovo zračenje može ionizirati zrak, promatrao način na koji je zračenje prodiralo u različite metalne limove kojima je omotalo element radioaktivan.

U Dodatku, bio u stanju promatrati i imenovati tri različite vrste zračenja koje emitira uran: onaj koji je najviše prodirao, zove se beta, i onaj koji je učinio manje, nazvan alfa, i treći koji se zove gama, koji emitira vrlo energične zrake.

Njegovo bi se istraživanje sada usredotočilo na kemijski element torij, otkrivajući da on također emitira zračenje i da se eksponencijalno smanjuje nakon nekog vremena, omogućujući mu da 1900. predstavi novi koncept: razdoblje radioaktivnih elemenata.

S obzirom na ta nova otkrića, 1902., zajedno s Frederickom Soddyjem, Rutherford je zaključio da torij izbacuje radioaktivne atome i da je ta emisija povezana s raspadom elementa kemijski, tako je formulirao teoriju prirodne radioaktivnosti koja je objasnila spontanu transformaciju elemenata.

Godine 1904. Kraljevsko društvo dodijelilo mu je Rumfordovu medalju, nagrađujući i priznajući važna otkrića koja je ovaj znanstvenik do sada postigao. U ovoj istoj godini objavio je knjigu pod naslovom "Radioaktivnost" u kojoj je između ostalih pristupa pokazala nesigurnost principa nepromjenljivosti materije, budući da su radioaktivni elementi, kako su emitirali zračenje, pretvoreni u novi element s drugačijim kemijskim karakteristikama.

Rutherford je vjerovao da je u jezgri Zemlje došlo do raspadanja koji bi bio uzrok održavanja konstantne temperature planeta. Na taj bi način surađivao s Ottom Hahnom, koji je otkrio nuklearnu fisiju urana i torija.

Godine 1907. preselio se u Manchester, jer je primljen za profesora na Sveučilištu u ovom gradu. Na ovaj način počeli surađivati ​​s Hansom Geigerom, te su zajedno uspjeli otkriti alfa čestice koje su izbacile radioaktivne tvari; Iz ove linije istraživanja uspjeli su na izravniji način procijeniti Avogadrov broj, koji se odnosi na broj čestica koje čine tvar.

Bilo je to godinu dana kasnije, 1908., kada je mogao potvrditi ono što je prethodno pretpostavljao; da alfa čestice, već spomenute, kada se oslobode svog naboja, postaju atomi helija. Ovo otkriće značilo je da je iste godine dobio Nobelovu nagradu za kemiju.

Jedan od njegovih najvažnijih doprinosa znanosti bila je formulacija novog atomskog modela 1911., poznatog kao Rutherfordov atomski model., gdje podiže postojanje jezgre u atomima, koja bi bila sastavljena od naboja pozitivan i formiran od gotovo cjelokupne mase, okružen korom ili ljuskom elektrona, naboja negativan.

• Možda će vas zanimati: "Marie Curie: biografija ove pionirske istraživačice radioaktivnosti"

Pozornica Prvog svjetskog rata

Tijekom Prvog svjetskog rata (1914.-1918.) fizičar se usredotočio na pomoć u otkrivanju podmornica pomoću zvučnih valova. Nakon rata, već 1919. godine, nastavlja s proučavanjem alfa čestica i atoma, u ovom slučaju dušika, promatrao kako se dušik pretvara u kisik apsorbirajući alfa čestice, čime se postiže prva transmutacija Umjetna.

Po povratku u Cambridge 1919. preuzeo je dužnost direktora Cavendish laboratorija, zamijenivši J.J. Thomson. U tom su razdoblju njegovi doprinosi i utjecaji na polju nuklearne fizike bili najveći.

Među renomiranim fizičarima koji su studirali u laboratoriju za vrijeme Rutherfordova vodstva, valja istaknuti Jamesa Chadwicka koji je otkrio postojanje neutrona; Niels Bohr, koji je potvrdio da je Rutherfordov atomski model stabilan, i Robert Oppenheimer, koji se smatra tvorcem atomske bombe.

• Povezani članak: "4 glavne vrste znanosti (i njihova područja istraživanja)"

Posljednje godine života

Tijekom boravka u Laboratoriju Cavendish, koji se smatra najprosperitetnijim dobom fizičara, zlatnim dobom, također je dobio više nagrada.

Pet godina (1925-1930) bio je predsjednik Kraljevskog društva, društvo u kojem je bio član od 1903. godine i nagrađen Franklinovom medaljom 1924. i Faradayevom medaljom 1936. godine. Osim toga, 1931. godine imenovan je barunom Rutherfordom od Nelsona, već ima titulu Sir od 1914. godine. Iako će sva ta priznanja i radosti biti skraćena smrću njegove jedine kćeri Eileen 1930. godine, sa samo 29 godina.

Također tijekom tog razdoblja s Jamesom Chadwickom i Charlesom Drummondom Ellisom objavio je knjigu "Zračenje radioaktivnih tvari" 1930., a sedam godina kasnije napisao je djelo "Nova alkemija".

Ernest Rutherford umro je 19. listopada 1937., nakon što se nije uspio u potpunosti oporaviti i naglo je pogoršao stanje nakon operacije. Njegovi posmrtni ostaci pokopani su u Westminsterskoj opatiji, čime je dobio počasno mjesto uz Isaaca Newtona i Williama Thomsona.