Rutherford of Nelson, Lord Ernest

1871.08.30. Nelson, Új-Zéland - 1937.10.19. Cambridge


A kémiai Nobel-díjat 1908-ban kapta "az elemek bomlásának vizsgálataiért és a radioaktív anyagok kémiájában elért eredményeiért".

Angol és skót származású szülők gyermekeként született egy olyan családba, ahol ő volt a negyedik gyermek a tizenkettő közül. Már gyermekkorában érdeklődött a fizika iránt és tehetségével kitűnt. Ezért ösztöndíjat kapott, majd az új-zélandi egyetem ösztöndíjasaként végzett 1894-ben.

Doktori disszertációját a nagyfrekvenciájú elektromágneses rezgések mágneses hatásáról írta. Vizsgálta a vas nagyfrekvenciás kisülések hatására fellépő mágneses tulajdonságait. A kapott eredményeket felhasználva az elektromágneses hullámok kimutatására detektort szerkesztett, amellyel félmérföldnyi távolságról tudott jeleket észlelni (1894). 1895-ben az ionizált gázok tulajdonságait vizsgálta.

1896-tól a radioaktív sugárzás tanulmányozásához fogott, és megállapította, hogy a radioaktív sugarak különböző mértékben nyelődnek el. A kétféle sugárzást alfa- és bétasugárzásnak nevezte el. Kutatásait J.J. Thomson mellett Cambridge-ben a Cavendish Institute-ben folytatta.

1898-ban megkapta a montreali McGill egyetem fizikaprofesszori katedráját. Montrealban tanítványával R.B. Owensszel  együtt 1900-ban felismerte, hogy a tórium-emanáció (a radon egyik izotópja) sugárzása az idővel exponenciálisan csökken, s ezzel felfedezte az exponenciális bomlástörvényt.

1902-ben F. Soddyval közösen megfogalmazta a radioaktív bomlás elméletét. 1903-1908 között tisztázta az alfa sugárzás természetét és kimutatta, hogy az alfa-részecskék tulajdonképpen elektronjaiktól megfosztott hélium atomok (ma atommagoknak mondjuk őket).

1907-ig Kanadában maradt, de ekkor elfogadta a manchesteri egyetem meghívását a fizikai tanszék élére. 1908-ban a radioaktív átalakulások terén tett felfedezéseiért kémiai Nobel díjat kapott.

1909-ben Mardsen és Geiger az alfa-részek visszafelé szóródását észlelték vékony fólián. Kiindulva ebből a megfigyelésből, az atommag létezését alfa-szórási vizsgálatokkal bizonyította be. A beeső alfa-részecske nyaláb az áthaladás után jellegzetes irányeloszlás szerint szétszóródik. Az irányeloszlás a magok közötti hatóerőre, a Coulomb taszításra jellemző, ameddig az alfa-részecske még "távol" marad a szórócentrumtól. Rutherford nagy energiájú alfa-részekkel kísérletezett, amelyek nagyon meg tudták közelíteni az őket taszító pozitív töltésű részt. Mivel a szóráskép még mindig a Coulomb-taszításra jellemző maradt, ezért Rutherford arra következtetett, hogy még a nagy energiájú alfa-részek sem "érik el" a szórócentrumot, vagyis az atomokban lévő pozitív töltés igen kis térrészre van összezsúfolva. Igy jutott el az atommag felfedezéséhez.   (Ld. Rutherford-kísérlet).

Ezt követően 1911-ben magalkotta a Rutherford-féle atommodellt, amely az atom méretéhez képest igen kicsiny - atommagból és a körülötte keringő elektronokból áll. E szerint az atom a Naprendszerhez hasonló: súlyos, majdnem teljes tömegét magába foglaló pozitív töltésű magból és körülötte különböző pályákon keringő, nagyon könnyű negatív elektronokból áll.

1919-ben a cambridge-i Cavendish Institute-ban a kísérleti fizika professzora igazgatója lett. 1919-ben a világon elsőként észlelt magátalakulást. Nitrogénmagot bombázott alfa-részecskékkel.


Atommagreakció képe ködkamrában

A Wilson-kamra-felvételeken voltak olyan pályanyomok, ahol az alfa-részecske nitrogénmagba ütközött, és az ütközési helyrol egy rövid vastag és egy hosszú vékony nyom ment tovább. A vizsgálatok kimutatták, hogy a reakció terméke 17O (vastag ág) és proton (vékony ág). A következő években más elem atomjait is sikerült átalakítania.

1939-tol az angol akadémia segélybizottság elnökeként sokat fáradozott a Németországból emigrált tudósok megsegítésén.

Új Zeland-ban postai bélyeggel fejezték ki köszönetüket és elismerésüket Rutherford munkájáért.

Dr.Jarosievitz Beáta & Dr.Sükösd Csaba