Ернест Рутхерфорд: биографија и доприноси овог новозеландског физичара

Ернест Радерфорд је један од најпризнатијих истраживача у области физике, будући да су његова открића у овој области била вишеструка.

Посебно је био заинтересован за експериментално поље, односно за практичну проверу својих уверења, да би касније конституисао теорије. Његов главни допринос је био откриће радиоактивних алфа, бета и гама честица; промена природе радиоактивног елемента када се распадне; и предлог нове структуре атома, сачињеног од језгра.

У овој биографији Ернеста Радерфорда приказаћемо најрелевантније догађаје из живота овог истраживача и најрелевантније доприносе које је дао науци.

• Повезани чланак: „Вернер Хајзенберг: биографија овог немачког теоретског физичара“

Кратка биографија Ернеста Радерфорда

Ернест Рутхерфорд је рођен 30. августа 1871. године у Бригхтватер, Нови Зеланд. Био је син Џејмса Радерфорда који је био фармер и Марте Томпсон која је била посвећена подучавању. Његови родитељи су увек желели да својој многобројној деци дају добро образовање, било их је дванаест, а Ернест четврти.

Младост и прве године обуке

Од малих ногу су се већ истицале његове високе способности и вештине у аритметици., као прилично радознало дете. На тај начин је успео да упише Нелсон Цоллеге, где је осим академских вештина могао да развија физичке способности на исти начин као и рагби играч.

Након што је три године студирао на Нелсон колеџу, уписао је Кентербери колеџ високог образовања, где је наставио да се бави рагбијем и могао је да похађа научне клубове.

Током боравка на Универзитету почеле су да се назиру његове високе способности у области научног експериментисања, које је заједно са његовим увек беспрекорни академски резултати, омогућили су му да настави са својим усавршавањем и истраживањем на Универзитету Новог Зеланда током периода од пет година.

С обзиром на његове добре оцене, након дипломирања Имао је срећу да је добио једину стипендију на Новом Зеланду за студирање математике, и добио је титулу магистра уметности за своје добре оцене и учествују у истраживањима из области математике и физике.

Касније је дипломирао 1894. године, па је годину дана касније могао да настави студије у Великој Британији, ни мање ни више. него у Кевендиш лабораторијама у Кембриџу, које води Џозеф Џон Томпсон, који је био признат у области науке по томе што је открио електрон.

У личној сфери, тачније у сентименталној, Пре него што је отпутовао и настанио се у Великој Британији, верио се за Мери Џордину Њутн, млада жена коју је упознао током свог боравка у Цхрисцруцхсу.

• Можда ће вас занимати: "10 грана физике и њихове области знања"

Консолидација вашег професионалног живота у научној области

Током година у Кембриџу Наставио је са проучавањем електромагнетних таласа и начина на који се они могу примити на великим удаљеностима. Његова каријера у научној области наставила је да напредује, успевши да резултате свог рада представи Кембриџском физичком друштву и објави их у научном часопису Филозофска трансакција која припада Краљевском друштву.

На почетку вашег боравка такође почео да истражује, заједно са својим директором лабораторије, Ј.Ј. Тхомпсоном, ефекте које производе рендгенски зраци пројектовани на гас, откривајући тако да ови зраци могу јонизовати ваздух што доводи до великог броја наелектрисане честице, које могу да буду и позитивне и негативне и рекомбинују их дајући атоме неутралан.

Тако је такође осмислио технику за мерење брзине јона и њихове брзине рекомбинација, процес супротан јонизацији, где се електрони уједињују са јонима позитивним.

С обзиром на континуирана истраживања и открића до којих је долазио, његова препознатљивост у научној области била је све већа. Тако да, 1898. године отворена је могућност предавања на Универзитету МцГилл у Монтреалу, Канада., где ће остати до 1907. године. Ова нова промена му је омогућила да се коначно ожени својом вереницом Мери Њутн 1900. године на Новом Зеланду. 1901. дочекао је своју прву и једину ћерку по имену Ајлин.

• Повезани чланак: „5 доба историје (и њихове карактеристике)“

Истраживања у области радиоактивности

Током боравка у Монтреалу заинтересовао се за проучавање радиоактивности, пошто је 1896. године француски физичар Анри Бекерел открио да уранијум емитује зрачење које до тог тренутка није примећено. Тако је три године касније 1899. Рутхерфорд проучавао како ово уранијумско зрачење може јонизовати ваздух, посматрао начин на који зрачење продире у различите металне лимове којима је обавијало елемент радиоактиван.

Додатно, био у стању да посматра и именује три различите врсте зрачења које емитује уранијум: онај који је највише продирао, зове се бета, и онај који је урадио мање, назива се алфа, и трећи који се зове гама, који емитује веома енергичне зраке.

Његово истраживање би се сада фокусирало на хемијски елемент торијум, откривајући да он такође емитује зрачење и да се после неког времена експоненцијално смањује, омогућавајући му да 1900. представи нови концепт: период радиоактивних елемената.

С обзиром на ова нова открића, 1902. заједно са Фредериком Содијем, Радерфорд је закључио да торијум избацује радиоактивне атоме и да је ова емисија повезана са распадом елемента хемијски, тако формулишући теорију природне радиоактивности која је објаснила спонтану трансформацију елемената.

Године 1904. Краљевско друштво му је доделило Румфордову медаљу, награђујући и признајући значајна открића која је овај научник постигао до сада. У овој истој години објавио књигу под насловом „Радиоактивност“ у којој је поред осталих приступа демонстрирао несигурност принципа непроменљивости материје, пошто су радиоактивни елементи, како су емитовали зрачење, трансформисани у нови елемент са другачијим хемијским карактеристикама.

Радерфорд је веровао да је дошло до распадања у језгру Земље који би био узрок одржавања константне температуре планете. На тај начин би сарађивао са Отом Ханом, који је открио нуклеарну фисију уранијума и торијума.

Године 1907. преселио се у Манчестер, пошто је примљен за професора Универзитета у овом граду. На овај начин почели да сарађују са Хансом Гајгером и заједно су успели да открију алфа честице које су избациле радиоактивне супстанце; Из ове линије истраживања, они су могли да процене Авогадров број, који се односи на број честица које чине супстанцу, на директнији начин.

Било је то годину дана касније, 1908. године, када је могао да потврди оно што је раније претпостављао; да алфа честице, већ поменуте, када се ослободе свог набоја, постају атоми хелијума. Ово откриће значило је да је исте године добио Нобелову награду за хемију.

Један од његових најважнијих доприноса науци било је формулисање новог атомског модела 1911. године, познатог као Радерфордов атомски модел., где подиже постојање језгра у атомима, које би било састављено од наелектрисања позитиван и формиран од скоро целокупне масе, окружен кором или омотачем електрона, наелектрисања негативан.

• Можда ће вас занимати: „Марие Цурие: биографија овог пионирског истраживача радиоактивности“

Етапа Првог светског рата

Током Првог светског рата (1914-1918) физичар се фокусирао на помоћ у откривању подморница помоћу звучних таласа. После рата, већ 1919. године, наставља са проучавањем алфа честица и атома, у овом случају азота, приметио како се азот претвара у кисеоник апсорбовањем алфа честица, чиме се постиже прва трансмутација вештачки.

По повратку у Кембриџ 1919. преузео је дужност директора Кевендишке лабораторије, заменивши Ј.Ј. Тхомсон. Управо у том периоду су његови доприноси и утицаји у области нуклеарне физике били највећи.

Међу реномираним физичарима који су студирали у лабораторији за време Рутерфордовог руководства, вреди истаћи Џејмса Чедвика који је открио постојање неутрона; Ниелс Бор, који је потврдио да је Ратхерфордов атомски модел стабилан, и Роберт Опенхеимер, који се сматра творцем атомске бомбе.

• Повезани чланак: „Четири главне врсте науке (и њихове области истраживања)“

Последње године живота

Током боравка у Лабораторији Кевендиш, која се сматра најпросперитетнијим добом физичара, златним добом, добио је и више награда.

Пет година (1925-1930) био је председник Краљевског друштва, друштво чији је члан био од 1903. године и одликован Френклиновом медаљом 1924. и Фарадејевом медаљом 1936. године. Поред тога, 1931. је именован за барона Радерфорда од Нелсона, већ је имао титулу сера од 1914. године. Мада би сва та признања и радости била ускраћена смрћу његове једине ћерке, Ајлин, 1930. године, са само 29 година.

Такође током овог периода са Џејмсом Чедвиком и Чарлсом Драмондом Елисом објавио је књигу „Зрачење радиоактивних супстанци” 1930. године, а седам година касније написао је дело „Нова алхемија”.

Ернест Радерфорд је умро 19. октобра 1937. након што се није успео у потпуности опоравити и нагло је погоршао стање након операције. Његови остаци су сахрањени у Вестминстерској опатији, чиме је добио почасно место поред Исака Њутна и Вилијама Томсона.