1937

Ernest Rutherford

  Ernest Rutherford
Foto: Keystone-France/Gamma-Rapho via Getty Images
Fysiker Ernest Rutherford var den sentrale figuren i studiet av radioaktivitet som ledet utforskningen av kjernefysikk.

Hvem var Ernest Rutherford?

En pioner innen kjernefysikk og den første som splittet atomet, Ernest Rutherford ble tildelt Nobelprisen i kjemi i 1908 for sin teori om atomstruktur. Rutherford ble kalt «atomalderens far», og døde i Cambridge, England, 19. oktober 1937 av et kvalt brokk.



Tidlig liv og utdanning

Ernest Rutherford ble født i landlige Spring Grove, på Sørøya i New Zealand 30. august 1871. Han var den fjerde av 12 barn og den andre sønnen. Faren hans, James, hadde liten utdannelse og slet med å forsørge den store familien på en linmøllers inntekt. Ernests mor, Martha, jobbet som skolelærer. Hun mente at kunnskap var makt, og la stor vekt på barnas utdanning.

Som barn tilbrakte Ernest, hvis familie kalte ham «Ern», mesteparten av tiden etter skolen med å melke kyr og hjelpe til med andre gjøremål på familiegården. Helgene ble brukt til å svømme i bekken sammen med brødrene hans. Siden pengene var knappe, fant Rutherford oppfinnsomme måter å overvinne familiens økonomiske utfordringer på, inkludert fuglehekking for å tjene penger til drageflyging. 'Vi har ikke pengene, så vi må tenke,' var Rutherfords motto på den tiden.





I en alder av 10 år fikk Rutherford sin første naturvitenskapelige bok, på Foxhill School. Det var et sentralt øyeblikk for Rutherford, gitt at boken inspirerte hans aller første vitenskapelige eksperiment. Den unge Rutherford konstruerte en miniatyrkanon, som til familiens overraskelse raskt og uventet eksploderte. Til tross for resultatet forble Rutherfords interesse for akademikere urokkelig. I 1887 ble han tildelt et stipend for å gå på Nelson Collegiate School, en privat ungdomsskole hvor han skulle gå ombord og spille rugby til 1889.

I 1890 fikk Rutherford et nytt stipend - denne gangen til Canterbury College i Christchurch, New Zealand. Ved Canterbury College fremmet Rutherfords professorer hans entusiasme for å søke konkrete bevis gjennom vitenskapelig eksperimentering. Rutherford oppnådde både sin Bachelor of Arts og sin Master of Arts grader der, og klarte å oppnå førsteklasses utmerkelser i matematikk og naturfag. I 1894, fortsatt på Canterbury, utførte Rutherford uavhengig forskning på evnen til høyfrekvent elektrisk utladning til å magnetisere jern. Forskningen hans ga ham en Bachelor of Science-grad på bare ett års tid. I løpet av samme år møtte Rutherford og ble forelsket i utleierens datter, Mary Newton. Paret giftet seg i 1900 og ønsket senere velkommen til en datter, som de kalte Eileen.



Eksperimenter og oppdagelser

I 1895, som den første forskerstudenten ved University of Cambridges Cavendish Laboratory i London, identifiserte Rutherford et enklere og mer kommersielt levedyktig middel for å oppdage radiobølger enn det som tidligere hadde blitt etablert av den tyske fysikeren Heinrich Hertz.

Mens han var på Cavendish Laboratory, ble Rutherford invitert av professor J.J. Thomson å samarbeide om en studie av røntgenstråler. Den tyske fysikeren Wilhelm Conrad Röntgen hadde oppdaget røntgenstråler bare måneder før Rutherford ankom Cavendish, og røntgenstråler var et hett tema blant forskere. Sammen studerte Rutherford og Thomson effekten av røntgenstråler på ledningsevnen til gasser, noe som resulterte i en artikkel om å dele atomer og molekyler i ioner. Mens Thomson fortsatte med å undersøke det som senere skulle bli kalt et elektron, tok Rutherford en nærmere titt på ioneproduserende stråling.



Rull til Fortsett

LES NESTE

Med fokus på uran oppdaget Rutherford at å plassere den i nærheten av folie førte til at en type stråling lett ble sugd opp eller blokkert, mens en annen type ikke hadde problemer med å trenge gjennom den samme folien. Han merket de to strålingstypene 'alfa' og 'beta.' Som det viser seg, var alfapartikkelen identisk med kjernen til et heliumatom. Beta-partikkelen var faktisk det samme som et elektron eller positron.

Rutherford forlot Cambridge i 1902 og tok opp et professorat ved McGill University i Montreal. På McGill i 1903 introduserte Rutherford og hans kollega Frederick Soddy sin desintegrasjonsteori om radioaktivitet, som hevdet radioaktiv energi ble sendt ut fra et atom og at når alfa- og beta-partikler ble sendt ut samtidig, forårsaket de en kjemisk endring på tvers av grunnstoffer. Rutherford og Yale-professor Bertram Borden Boltwood fortsatte med å kategorisere radioaktive elementer i det de kalte en 'forfallsserie'. Rutherford ble også kreditert for å oppdage den radioaktive gassen radon mens han var på McGill. Etter å ha oppnådd berømmelse for sine bidrag til forståelsen av radioelementer, ble Rutherford en aktiv offentlig foredragsholder, publiserte en rekke magasinartikler og skrev tidens mest anerkjente lærebok om radioaktivitet.

I 1907 vendte Rutherford tilbake til England, og overførte til et professorat ved University of Manchester. Gjennom ytterligere eksperimentering som involverte avfyring av alfapartikler mot folie, gjorde Rutherford den banebrytende oppdagelsen at nesten den totale massen til et atom er konsentrert i en kjerne. Ved å gjøre det fødte han kjernefysisk modell, en oppdagelse som markerte begynnelsen av kjernefysikk og til slutt banet vei for oppfinnelsen av atombomben. Rutherford ble passende kalt «atomalderens far», og mottok Nobelprisen i kjemi i 1908.



Med ankomsten av første verdenskrig vendte Rutherford oppmerksomheten mot antiubåtforskning. I 1919 hadde han gjort en annen monumental oppdagelse: hvordan man kunstig kan indusere en kjernefysisk reaksjon i et stabilt element. Kjernefysiske reaksjoner var Rutherfords hovedfokus for resten av hans vitenskapelige karriere.

Død og arv

Rutherford ble tildelt utallige utmerkelser i løpet av sin karriere, inkludert flere æresgrader og stipend fra organisasjoner som Institution of Electrical Engineers. I 1914 ble han slått til ridder. I 1931 ble han hevet til jevnaldrende, og ga tittelen Baron Rutherford av Nelson. Han ble også valgt til president for Institute of Physics samme år.

Den 19. oktober 1937 døde Baron Rutherford i Cambridge, England i en alder av 66 av komplikasjonene til et kvalt brokk. Forskeren, som hadde fått kallenavnet 'Krokodille' av sine kolleger for alltid å se fremover, ble gravlagt i Westminster Abbey.



År før han døde, under første verdenskrig, sa Rutherford at han håpet at forskere ikke ville lære å utvinne atomenergi før «mennesket levde i fred med naboene sine». Oppdagelsen av kjernefysisk fisjon ble faktisk gjort bare to år etter hans død, og resulterte til slutt i det Rutherford hadde fryktet – bruken av kjernekraft til å bygge krigsvåpen.

Mange av Rutherfords funn ble også grunnlaget for European Organization for Nuclear Researchs konstruksjon av Large Hadron Collider. Den største og mest energirike partikkelakseleratoren i verden og flere tiår i produksjon, Large Hadron Collider begynte å knuse atompartikler i mai 2010. Den har siden blitt brukt til å svare på grunnleggende spørsmål om fysikk, av forskere som deler Rutherfords tendens til fremover -tenkning og hans nådeløse søken etter bevis gjennom vitenskapelig utforskning.