Ernest Rutherford: biografia e contribuições deste físico neozelandês

Ernest Rutherford é um dos pesquisadores mais reconhecidos no campo da física, já que suas descobertas nessa área foram múltiplas.

Ele estava especialmente interessado no campo experimental, isto é, na verificação prática de suas crenças, para posteriormente constituir as teorias. Suas principais contribuições foram a descoberta de partículas radioativas alfa, beta e gama; a mudança na natureza do elemento radioativo quando ele decai; e a proposta de uma nova estrutura do átomo, composta por um núcleo.

Nesta biografia de Ernest Rutherford, faremos uma revisão dos eventos mais relevantes da vida deste pesquisador. e as contribuições mais relevantes que ele fez para a ciência.

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Breve biografia de Ernest Rutherford

Ernest Rutherford nasceu em 30 de agosto de 1871 em Brightwater, Nova Zelândia. Ele era filho de James Rutherford, que era fazendeiro, e de Martha Thompson, que se dedicava ao ensino. Seus pais sempre quiseram dar aos seus muitos filhos uma boa educação, havia doze deles sendo Ernest o quarto.

Juventude e primeiros anos de treinamento

Desde muito jovem, suas altas habilidades e habilidades em aritmética já se destacaram., sendo uma criança bastante curiosa. Desta forma, ele foi capaz de entrar no Nelson College, onde além das habilidades acadêmicas, ele foi capaz de desenvolver habilidades físicas da mesma forma que um jogador de rúgbi.

Depois de estudar por três anos no Nelson College, ele ingressou no Canterbury College de educação superior, onde continuou a praticar rúgbi e pôde frequentar clubes de ciências.

Durante sua permanência na Universidade, começaram a ser vislumbradas suas altas habilidades no campo da experimentação científica, que, junto com sua resultados acadêmicos sempre impecáveis, permitiram que ele continuasse com seu treinamento e pesquisa na Universidade da Nova Zelândia durante um período de cinco anos.

Dadas suas boas notas, depois de se formar Ele teve a sorte de receber a única bolsa de estudos na Nova Zelândia para estudar matemática, sendo nomeado Mestre em Artes por suas boas notas e participar de pesquisas na área de matemática e física.

Mais tarde, ele obteve o diploma de bacharel em ciências em 1894, portanto, um ano depois, ele foi capaz de continuar seus estudos na Grã-Bretanha, nem mais nem menos do que no Cavendish Laboratories em Cambridge, dirigido por Joseph John Thompson, que foi reconhecido no campo da ciência por ser aquele que descobriu o elétron.

Na esfera pessoal, mais especificamente na sentimental, Antes de viajar e se estabelecer na Grã-Bretanha, ele ficou noivo de Mary Geordina Newton, uma jovem que conheceu durante sua estada em Chriscruchs.

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Consolidação da sua vida profissional na área científica

Durante os anos em que esteve em Cambridge Ele continuou com o estudo das ondas eletromagnéticas e como elas poderiam ser recebidas a grandes distâncias. A sua carreira na área científica continuou a avançar, conseguindo apresentar os resultados do seu trabalho à Cambridge Physical Society e publicá-los em revista científica. Transação filosófica pertencente à Royal Society.

No inicio da sua estadia tambem começou a investigar, junto com seu diretor de laboratório, J.J. Thompson, os efeitos produzidos por raios X projetados em um gás, descobrindo assim que esses raios poderiam ionizar o ar dando origem a um grande número de partículas carregadas, podendo ser tanto positivas quanto negativas e recombinar estas dando origem aos átomos neutro.

Então, ele também desenvolveu uma técnica com o propósito de medir a velocidade dos íons e sua taxa de recombinação, um processo contrário à ionização, onde os elétrons se unem com os íons positivo.

Diante das contínuas investigações e descobertas que vinha realizando, seu reconhecimento no campo científico foi aumentando. Assim pois, em 1898 foi levantada a possibilidade de lecionar na McGill University em Montreal, Canadá., onde permanecerá até 1907. Essa nova mudança permitiu que ele finalmente se casasse com sua noiva Mary Newton em 1900 na Nova Zelândia. Em 1901, ele deu as boas-vindas a sua primeira e única filha, chamada Eileen.

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Pesquisa na área de radioatividade

Durante sua estada em Montreal, ele se interessou pelo estudo da radioatividade, já que em 1896 o físico francês Henri Becquerel havia descoberto que o urânio emitia uma radiação não observada até aquele momento. Assim, três anos depois, em 1899, Rutherford estudou como essa radiação de urânio poderia ionizar o ar, observou a forma como a radiação penetrava em diferentes folhas de metal com as quais envolvia o elemento radioativo.

Além disso, foi capaz de observar e nomear três tipos diferentes de radiação emitida pelo urânio: o que mais penetra, denominado beta, e o que menos penetra, denomina-se alfa, e um terceiro denomina-se gama, que emite raios muito energéticos.

Sua pesquisa agora se concentraria no elemento químico tório, descobrindo que ele também emite radiação e que diminui exponencialmente depois de um tempo, permitindo-lhe apresentar em 1900 um novo conceito: o período dos elementos radioativos.

Diante dessas novas descobertas, em 1902, junto com Frederick Soddy, Rutherford concluiu que tório expulsa átomos radioativos e que esta emissão está relacionada a uma decadência do elemento químico, formulando assim a teoria da radioatividade natural, que explicava a transformação espontânea dos elementos.

Em 1904, a Royal Society concedeu-lhe a Medalha Rumford, premiando e reconhecendo as importantes descobertas que este cientista havia feito até agora. Neste mesmo ano publicou o livro intitulado "Radioatividade" onde entre outras abordagens demonstrou a incerteza do princípio da imodificabilidade da matéria., uma vez que os elementos radioativos, à medida que emitiam radiação, se transformavam em um novo elemento com características químicas diferentes.

Rutherford acreditava que ocorreram desintegrações no núcleo da Terra que seriam a causa de manter constante a temperatura do planeta. Dessa forma, ele colaboraria com Otto Hahn, que descobriu a fissão nuclear do urânio e do tório.

Em 1907 mudou-se para Manchester, visto que foi admitido como professor da Universidade desta cidade. Desta maneira começaram a colaborar com Hans Geiger, e juntos foram capazes de detectar partículas alfa expelidas por substâncias radioativas; A partir dessa linha de pesquisa, eles conseguiram estimar o número de Avogadro, que se refere ao número de partículas que compõem uma substância, de forma mais direta.

Foi um ano depois, em 1908, quando ele pôde confirmar o que havia assumido anteriormente; que as partículas alfa, já mencionadas, ao se livrarem de sua carga, se transformam em átomos de hélio. Essa descoberta fez com que naquele mesmo ano ganhasse o Prêmio Nobel de Química.

Uma de suas contribuições mais importantes para a ciência foi a formulação de um novo modelo atômico em 1911, conhecido como modelo atômico de Rutherford., onde surge a existência de um núcleo nos átomos, que seria constituído pela carga positiva e formada por quase toda a massa, rodeada por uma crosta ou camada de elétrons, carga negativo.

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Estágio da Primeira Guerra Mundial

Durante o período da Primeira Guerra Mundial (1914 -1918) o físico se concentrou em ajudar a detectar submarinos usando ondas sonoras. Depois da guerra, já em 1919, deu continuidade ao estudo das partículas alfa e dos átomos, neste caso o nitrogênio, observaram como o nitrogênio é transformado em oxigênio pela absorção de partículas alfa, alcançando assim a primeira transmutação artificial.

Em seu retorno a Cambridge em 1919, ele assumiu como diretor do Laboratório Cavendish, substituindo J.J. Thomson. É neste período que suas contribuições e influências no campo da física nuclear foram maiores.

Entre os renomados físicos que estudaram em laboratório durante a liderança de Rutherford, vale destacar James Chadwick, que descobriu a existência do nêutron; Niels Bohr, que verificou que o modelo atômico de Rutherford era estável, e Robert Oppenheimer, considerado o criador da bomba atômica.

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Últimos anos de vida

Durante sua estada no Laboratório Cavendish, considerada a época mais próspera do físico, a idade de ouro, ele também obteve diversos prêmios.

Por cinco anos (1925-1930), ele foi presidente da Royal Society, uma sociedade da qual ele era membro desde 1903 e recebeu a Medalha Franklin em 1924 e a Medalha Faraday em 1936. Além disso, em 1931 foi nomeado Barão Rutherford de Nelson, tendo já o título de Sir desde 1914. Ainda assim, todos esses reconhecimentos e alegrias seriam truncados com a morte de sua única filha, Eileen, em 1930, com apenas 29 anos.

Também durante este período com James Chadwick e Charles Drummond Ellis publicou o livro "Radiação de substâncias radioativas" em 1930, e sete anos depois escreveu a obra "A Nova Alquimia".

Ernest Rutherford morreu em 19 de outubro de 1937, após não se recuperar totalmente e de repente deteriorar-se após uma operação. Seus restos mortais foram enterrados na Abadia de Westminster, garantindo-lhe um lugar de honra ao lado de Isaac Newton e William Thomson.