Ernest Rutherford: biografija in odkritja atoma ter jedrske fizike (Nobel 1908)

Ernest Rutherford, 1. baron Rutherford of Nelson, OM, PC, FRS (30. avgust 1871 – 19. oktober 1937) je bil na Novi Zelandiji rojeni britanski znanstvenik, ki je leta 1908 prejel Nobelovo nagrado za kemijo za svoje delo na področju jedrske fizike in razumevanja zgradbe atoma. Bil je ključna osebnost pri preoblikovanju pojmov o atomu in radioaktivnosti ter vodja več uglednih raziskovalnih laboratorijev.

Zgodnje življenje in izobraževanje

Rutherford se je rodil v Nelsonu na Novi Zelandiji in se izobraževal na Canterbury College (del Univerze Novi Zelandiji). Po odličnih študijskih uspehih je prejel štipendijo za nadaljnje delo v Veliki Britaniji, kjer je najprej delal v laboratoriju J. J. Thomsna in pozneje prevzel akademske položaje, med drugim na univerzi v Montrealu (McGill) in na univerzi v Manchesteru, preden je leta 1919 postal vodja Cavendishovega laboratorija v Cambridgeu.

Odkritja in prispevki

Rutherford je bil eden prvih raziskovalcev jedrske fizike po začetkih raziskav radioaktivnosti, ki jih je sprožil francoski fizik Henri Becquerel leta 1896. Skupaj z drugimi je razvil razumevanje radioaktivnosti, uvedel pojem polovične dobe (radioaktivni razpolovni čas) ter ločil tri vrste sevanja, ki jih je poimenoval alfa, beta in gama. Dokazal je tudi, da so delci alfa jedra helija, torej da gre za nabite delce z dvema protonoma in dvema elektronoma manj (jedro He).

Najbolj znan je po Geiger-Marsdenovem poskusu (znanem tudi kot zlati listni poskus), pri katerem so Hans Geiger in Ernest Marsden pod njegovim vodstvom preučili sipanje alfa delcev na tankih zlatih listih. Rezultati so bili presenetljivi: večina delcev je prešla skozi list, nekateri pa so se odbili pod velikimi koti. Ti izsledki so pripeljali do Rutherfordovega modela atoma z majhnim, gostim in pozitivno nabitim jedrom, okoli katerega krožijo elektroni.

Leta 1919 je Rutherford v Manchesteru izvedel prvo umetno jedrsko reakcijo na svetu, ko je delce alfa usmeril v dušikov plin in opazil nastanek novega elementa — pri čemer so nastali delci, ki jih lahko razumemo kot izotope kisika in protone. To je bila prva zabeležena jedrska transmutacija (pretvorba enega elementa v drugega) v laboratorijskih pogojih. Rutherford je kasneje tudi utemeljil obstoj protona kot osnovne enote pozitivnega naboja v jedru.

Napovedi in nadaljnji razvoj

Rutherford je s svojimi eksperimentalnimi in teoretičnimi prispevki postavil temelje sodobne jedrske fizike. Že v dvajsetih letih 20. stoletja je razmišljal o možnostih, da so v jedru prisotni tudi nevtralni delci; ta predvidevanja so bila potrjena, ko je leta 1932 v Cavendishovem laboratoriju v Cambridgeu James Chadwick odkril nevtron. Rutherford je torej dokazal obstoj jedra in protonov, kasnejše delo pa je dopolnilo sliko jedrske sestave z odkritjem nevtrona.

Vodenje, mentorstvo in zapuščina

Rutherford je bil tudi izjemen vodja in mentor: pod njegovim vodstvom je Cavendish postal eno najpomembnejših središč za fizikalne raziskave, iz njega pa so izšli številni pomembni znanstveniki in Nobelovi nagrajenci. Njegov vpliv na eksperimentalno metodo in na organizacijo znanstvenega dela je bil velik.

Po njem je poimenovana tudi šola Rutherford College v Aucklandu na Novi Zelandiji. Ernest Rutherford je umrl leta 1937; njegovo delo pa še naprej vpliva na razvoj jedrske fizike in moderne znanosti.

Vprašanja in odgovori

V: Kdo je bil Ernest Rutherford?

V: Kdaj se je rodil?

V: Za kaj je prejel Nobelovo nagrado za kemijo?

V: Kakšen naziv je prejel?

V: Od kod je izviral?

V: Kdaj je umrl?

Išči po črki