Один з найвидатніших фізиків в історії, Ернест Резерфорд вважається батьком ядерної фізики.
Дитинство та ранні роки
Ернест Резерфорд народився 30 серпня 1871 р. в селі Спрінг Гроув (відомої також під назвою Брайтуотер) поблизу р. Нельсона, Нова Зеландія, в сім’ї фермера Джеймса Резерфорда і його дружини Марти Томсон (уродженки р. Хорнчерч, графство Ессекс, Англія).
При народженні, Ернеста помилково записали під ім’ям Ернест (від англ.
“earnest” – “серйозний”). У дитинстві Ернест ходить в школу р. Хевлок, по закінченні якої продовжує навчання в коледжі р. Нельсоне. Він старанно трудиться, щоб вступити в Кентерберійський коледж, колишній підрозділом Університету Нової Зеландії. У коледжі Ернест Резерфорд стає главою дискусійного клубу та приймає активну участь у студентському житті.
В Кентерберійському коледжі Резерфорд отримує вищу освіту, захищаючи звання бакалавра і магістра в галузі гуманітарних наук, а також бакалавра природничих наук, після чого, на протязі двох років, захоплено займається дослідженнями в області електротехніки. У 1895 р. він вирушає до Англії для підвищення рівня освіти, де з 1895 р. по 1898 р. працює в Кавендишській лабораторії Кембриджського університету. Він здійснює значний прорив (і деякий час тримає рекорд) у виявленні відстані, яка визначає довжину електромагнітної хвилі.
Праці, дослідження і внесок у науку
У 1898 р. Резерфорд змінює Х’ю Лонгборна Каллендара на посаді професора фізики, заснованої завдяки заступництву Вільяма МакДональда, в Університеті Макгілла. Саме тут Резерфорд досягне висот своєї дослідницької діяльності. Його робота в Університеті Макгілла увінчається отриманням у 1908 р. Нобелівської премії в галузі хімії.
Резерфорд займається глибинними дослідженнями і практичним вивченням явища радіоактивності. У цей період, у 1899 р., він вводить поняття альфа – і бета-частинок. Цей тип радіаційного випромінювання вчений описує як два виразних (легко розрізняються) виду випромінювання потоку частинок елементами торієм і ураном. Грунтуючись на їх проникаючої здатності, Резерфорд чітко викладає відмінності цих радіаційних променів.
У 1900 р. в Університеті Нової Зеландії він отримує ступінь доктора наук. З 1900 р. по 1903 р. до дослідницького проекту Резерфорда на тему трансмутації елементів в Університеті Макгілла приєднується юний дослідник Фредерік Содді.
Резерфорд відкриває і точно описує, що радіація є наслідком спонтанного розпаду атомів. Вчений в найдрібніших подробицях спостерігає, а в наслідок і описує, що зразком радіоактивного матеріалу потрібен певний час для зменшення його радіоактивності в 2 рази. Це час Резерфорд називає «періодом напіврозпаду». Це відкриття надалі отримає практичне застосування: взявши за одиницю виміру рівномірну швидкість розпаду речовини, буде визначено віку планети Земля, яка набагато старше, ніж вік, передбачуваний вченими того часу.
У 1903 р. Резерфорд виявляє, що радіація (вже відкрита), випромінювана ще безіменним радієм (відкритим у 1900 р. французьким хіміком Підлогою Виллардом) володіє відмінною рисою (від альфа – і бета-випромінювань), не описаної раніше. Він також зауважує, що новий вид випромінювання володіє великою проникаючою здатністю, і, не гаючи часу, дає йому самостійну назву «гамма-випромінювання». У 1907 р. Резерфорда призначають на посаду професора фізики в університеті манчестера. У Манчестері вчений продовжує працювати з альфа-випромінюванням. Спільно з Гансом Гейгером, він розробляє цинк-сульфідний відображає екран і іонізаційну камеру, призначену для підрахунку кількості альфа-частинок.
У 1907 р. Резерфорд, разом з Томасом Ройдсом, проводить хімічний досвід, що полягає в проходженні альфа-променів через вузьке вікно в вакуумну трубку. Промені незмінно породжують в трубці іскровий розряд, у результаті чого утворюється спектр, змінює свою природу аналогічно альфа-променів, які накопичувалися в трубці. Далі експеримент показує, як починає утворюватися чистий спектр газу гелію. З цього випливає, що альфа-промені майже не іонізують атоми, а точніше – ядра атомів, гелію.
У 1909 р. об’єднує зусилля з Гансом Гейгером і Ернестом Марсденом і проводить досвід Гейгера-Марсдена, націлений на виявлення і наочну демонстрацію істинної ядерної природи атомів. Експеримент проводиться для отримання чітко сформульованих результатів щодо властивостей альфа-частинок. Резерфорд пропонує Гейгеру і Марсдену отримати відхилення альфа-частинок на великі кути (предрешенных результатів досвіду не було, оскільки, на момент його проведення, не існувало жодних теорій на цей рахунок). Шукані відхилення були знайдені, але носили поодинокий характер і рівну, чітко організовану функцію кута відхилення. Тлумачення і результати цього експерименту в 1911 р. виливаються в представлення моделі атома Резерфорда. Згідно його теорії, навіть маленьке позитивно заряджене ядро має обертаються навколо нього електрони. У 1919 р. Резерфорд відправляється в Кавендішскую лабораторію, де проводить (першим в історії) досвід з трансмутації однієї речовини в іншу, перетворивши з допомогою ядерної реакції азот у кисень. Цей досвід він здійснює разом з Нільсом Бором, висуваючи при цьому теорію про існування нейтронів і про їх можливому властивості відшкодовувати відразливе властивість позитивно заряджених протонів, породжуючи силу ядерної тяжіння, утримуючу ядро від розпаду.
У 1932 р. цю теорію існування нейтронів доводить Джеймс Чедвік, отримав у 1935 р. Нобелівську премію в галузі фізики за це відкриття.
Особисте життя
У 1900 р. Резерфорд одружується на Марії Георгіні Ньютон. У них народжується дочка, Ейлін Марія.
Нагороди і почесті
У 1908 р. Резерфорд отримує Нобелівську премію за революційні відкриття та успішні дослідження процесу розпаду речовин і наступних з нього хімічних властивостей радіоактивних речовин. У 1914 р. Резерфорда присвячують в лицарі. У 1916 р. вченого нагороджено медаллю імені сера Джеймса Гектора. У 1919 р. Резерфорд повертається в Кавендішскую лабораторію при Кембриджському університеті, де його призначають на посаду керівника лабораторії. В цей час він стає науковим наставником ряду дослідників – Джеймса Чедвіка, Джона Дугласа Коккрофта, Едварда Віктора Епплтона і Томаса перспективного синтону Уолтона, кожен з яких отримав Нобелівську премію за роботи в області атомних реакцій, відкриття нейтрона, наочних демонстрацій і хімічних дослідів з питань елементарних частинок та іоносфери. У 1925 р. Резерфорда нагороджують почесним орденом «За заслуги перед Великобританією. У 1931 р. він отримує почесний титул барона Резерфорда Нельсонского і Кембриджського в графстві Кембридж.
Після смерті, Резерфорда удостоюють честі бути похованим у Вестмінстерському абатстві, поряд з Дж. Дж. Томсоном і сером Ісааком Ньютоном.
Смерть
Ернест Резерфорд страждав пупковою грижею, і оперувати, в знак особливої честі (як носія британського ордена «За заслуги»), належало тільки титулованому хірурга. З-за довгих пошуків підходящої кандидатури, час було згаяно, і 19 жовтня 1937 р. у лікарні Резерфорд раптово помер.
Коротко
Фізик
30 Серпня 1871
Діви
19 Жовтня 1937
Нова Зеландія, дер. Спрінг Гроув
Ернест Резерфорд
Ernest Rutherford