Ernest Rutherford

Kto bol Ernest Rutherford?

Ernest Rutherford, priekopník jadrovej fyziky a prvý, kto rozdelil atóm, získal v roku 1908 Nobelovu cenu za chémiu za teóriu štruktúry atómu. Rutherford, prezývaný „otec jadrového veku“, zomrel v Cambridge v Anglicku 19. októbra 1937 na uškrtenú prietrž.

Raný život a vzdelávanie

Ernest Rutherford sa narodil vo vidieckom Spring Grove na južnom ostrove Nového Zélandu 30. augusta 1871. Bol štvrtým z 12 detí a druhým synom. Jeho otec James mal malé vzdelanie a snažil sa uživiť veľkú rodinu z príjmu mlynárov na ľan. Ernestova matka Martha pracovala ako učiteľka. Verila, že poznanie je sila, a kládla veľký dôraz na vzdelanie svojich detí.

Ako dieťa Ernest, ktorého rodina volala „Ern“, trávil väčšinu času po škole dojením kráv a pomáhaním s inými prácami na rodinnej farme. Víkendy trávil kúpaním v potoku s bratmi. Keďže peňazí bolo málo, Rutherford našiel vynaliezavé spôsoby, ako prekonať finančné problémy svojej rodiny, vrátane hniezdenia vtákov, aby zarobil prostriedky na svoje zásoby na púšťanie šarkanov. „Nemáme peniaze, takže musíme premýšľať,“ znelo vtedy Rutherfordovo motto.

Vo veku 10 rokov dostal Rutherford svoju prvú vedeckú knihu na Foxhill School. Pre Rutherforda to bol kľúčový moment, keďže kniha inšpirovala jeho úplne prvý vedecký experiment. Mladý Rutherford skonštruoval miniatúrne delo, ktoré na prekvapenie jeho rodiny rýchlo a nečakane explodovalo. Napriek výsledku zostal Rutherfordov záujem o akademikov neochvejný. V roku 1887 mu bolo udelené štipendium, aby mohol navštevovať Nelson Collegiate School, súkromnú strednú školu, kde do roku 1889 hral rugby.

V roku 1890 Rutherford získal ďalšie štipendium — tentoraz na Canterbury College v Christchurch na Novom Zélande. Na Canterbury College podnietili Rutherfordovi profesori jeho nadšenie z hľadania konkrétneho dôkazu prostredníctvom vedeckých experimentov. Rutherford tam získal titul bakalára a magistra umenia a podarilo sa mu dosiahnuť prvotriedne vyznamenania v matematike a prírodných vedách. V roku 1894, ešte v Canterbury, Rutherford uskutočnil nezávislý výskum schopnosti vysokofrekvenčného elektrického výboja magnetizovať železo. Jeho výskum mu za jediný rok vyniesol titul bakalár prírodných vied. V tom istom roku sa Rutherford stretol a zamiloval sa do dcéry svojej gazdinej Mary Newtonovej. Pár sa zosobášil v roku 1900 a neskôr sa im narodila dcéra, ktorej dali meno Eileen.

Experimenty a objavy

V roku 1895, ako prvý študent výskumu na Cavendish Laboratory University of Cambridge v Londýne, Rutherford identifikoval jednoduchší a komerčne životaschopnejší spôsob detekcie rádiových vĺn, než aký predtým zaviedol nemecký fyzik Heinrich Hertz.

Počas pobytu v Cavendish Laboratory bol Rutherford pozvaný profesorom J J. Thomson spolupracovať na štúdiu röntgenových lúčov. Nemecký fyzik Wilhelm Conrad Röntgen objavil röntgenové lúče len niekoľko mesiacov pred príchodom Rutherforda do Cavendishu a röntgenové lúče boli horúcou témou medzi vedcami. Rutherford a Thomson spoločne študovali účinky röntgenových lúčov na vodivosť plynov, čo viedlo k práci o rozdelení atómov a molekúl na ióny. Zatiaľ čo Thomson pokračoval v skúmaní toho, čo by sa neskôr nazývalo elektrón, Rutherford sa bližšie pozrel na žiarenie produkujúce ióny.

ČÍTAJTE ĎALEJ

Rutherford so zameraním na urán zistil, že jeho umiestnenie v blízkosti fólie viedlo k tomu, že jeden typ žiarenia bol ľahko absorbovaný alebo blokovaný, zatiaľ čo iný typ nemal problémy preniknúť tou istou fóliou. Označil dva typy žiarenia „alfa“ a „beta“. Ako sa ukázalo, častica alfa bola totožná s jadrom atómu hélia. Beta častica bola v skutočnosti rovnaká ako elektrón alebo pozitrón.

Rutherford opustil Cambridge v roku 1902 a stal sa profesorom na McGill University v Montreale. V McGill v roku 1903 Rutherford a jeho kolega Frederick Soddy predstavili svoju dezintegračnú teóriu rádioaktivity, ktorá tvrdila, že rádioaktívna energia je emitovaná zvnútra atómu a že keď sú alfa a beta častice emitované súčasne, spôsobujú chemickú zmenu medzi prvkami. Profesor Rutherford a Yale Bertram Borden Boltwood pokračoval v kategorizácii rádioaktívnych prvkov do toho, čo nazvali „séria rozpadov“. Rutherford sa tiež zaslúžil o objavenie rádioaktívneho plynu radónu počas pobytu v McGill. Rutherford, ktorý sa preslávil svojimi príspevkami k pochopeniu rádioelementov, sa stal aktívnym verejným rečníkom, publikoval množstvo článkov v časopisoch a napísal najuznávanejšiu učebnicu tej doby o rádioaktivite.

V roku 1907 sa Rutherford vrátil do Anglicka a prestúpil na profesúru na univerzite v Manchestri. Prostredníctvom ďalších experimentov zahŕňajúcich vystreľovanie alfa častíc na fóliu Rutherford urobil prelomový objav, že takmer celá hmotnosť atómu je sústredená v jadre. Pritom zrodil jadrový model, objav, ktorý znamenal počiatok jadrovej fyziky a nakoniec vydláždil cestu k vynálezu atómovej bomby. Rutherford, vhodne nazývaný „otec jadrového veku“, dostal v roku 1908 Nobelovu cenu za chémiu.

S príchodom prvej svetovej vojny, Rutherford obrátil svoju pozornosť na protiponorkový výskum. V roku 1919 urobil ďalší monumentálny objav: ako umelo vyvolať jadrovú reakciu v stabilnom prvku. Jadrové reakcie boli hlavným zameraním Rutherforda po zvyšok jeho vedeckej kariéry.

Smrť a dedičstvo

Rutherford získal počas svojej kariéry nespočetné množstvo vyznamenaní, vrátane niekoľkých čestných titulov a štipendií od organizácií, ako je Institution of Electrical Engineers. V roku 1914 bol pasovaný za rytiera. V roku 1931 bol povýšený do šľachtického stavu a udelil mu titul barón Rutherford z Nelsonu. V tom istom roku bol zvolený aj za prezidenta Fyzikálneho ústavu.

19. októbra 1937 barón Rutherford zomrel v Cambridge v Anglicku vo veku 66 rokov na komplikácie uškrtenej hernie. Vedca, ktorého kolegovia prezývali „krokodíl“, pretože sa vždy díval dopredu, pochovali vo Westminsterskom opátstve.

Roky pred smrťou, počas prvej svetovej vojny, Rutherford povedal, že dúfa, že vedci sa nenaučia získavať atómovú energiu, kým „človek nebude žiť v mieri so svojimi susedmi“. Objav jadrového štiepenia bol v skutočnosti urobený len dva roky po jeho smrti a nakoniec vyústil do toho, čoho sa Rutherford obával – použitia jadrovej energie na výrobu vojnových zbraní.

Mnohé z Rutherfordových objavov sa tiež stali základom konštrukcie Veľkého hadrónového urýchľovača Európskej organizácie pre jadrový výskum. Veľký hadrónový urýchľovač, najväčší urýchľovač častíc s najvyššou energiou na svete, ktorý sa vyrába desaťročia, začal rozbíjať atómové častice v máji 2010. Odvtedy ho vedci, ktorí zdieľajú Rutherfordovu tendenciu smerovať dopredu, používajú na zodpovedanie základných otázok fyziky. -myslenie a jeho neúnavné hľadanie dôkazov prostredníctvom vedeckého bádania.