Biografia di Ernest Rutherford

Sinossi

Il chimico e fisico Ernest Rutherford nacque il 30 agosto 1871 a Spring Grove, in Nuova Zelanda. Pioniere della fisica nucleare e primo a dividere l'atomo, Rutherford ricevette il premio Nobel per la chimica nel 1908 per la sua teoria della struttura atomica. Soprannominato & # x201C; Father of the Nuclear Age, & # x201D; Rutherford morì a Cambridge, in Inghilterra, il 19 ottobre 1937 per un'ernia strangolata.

Primi anni di vita

Ernest Rutherford nacque nella campagna di Spring Grove, nell'isola meridionale della Nuova Zelanda il 30 agosto 1871. Era il quarto di 12 figli e il secondo figlio. Suo padre, James, aveva poca istruzione e si sforzava di sostenere la famiglia numerosa con un reddito da mulino a lino. La madre di Ernest, Martha, lavorava come insegnante. Credeva che la conoscenza fosse potere e poneva una forte enfasi sull'istruzione dei suoi figli.

Da bambino, Ernest, la cui famiglia lo chiamava & # x201C; Ern, & # x201D; trascorse la maggior parte del tempo dopo la scuola a mungere le mucche e ad aiutare con altre faccende nella fattoria di famiglia. Trascorsero i fine settimana nuotando nel torrente con i suoi fratelli. Dato che i soldi erano limitati, Rutherford ha trovato i modi inventivi per superare le sfide finanziarie della sua famiglia, tra cui la nidificazione degli uccelli per guadagnare fondi per i suoi rifornimenti di aquiloni. & # x201C; Non abbiamo i soldi, quindi dobbiamo pensare, & # x201D; era il motto di Rutherford all'epoca.

All'età di 10 anni, Rutherford ricevette il suo primo libro di scienze, alla Foxhill School. È stato un momento cruciale per Rutherford, dato che il libro ha ispirato il suo primo esperimento scientifico. Il giovane Rutherford costruì un cannone in miniatura che, con sorpresa della sua famiglia, esplose prontamente e inaspettatamente. Nonostante il risultato, l'interesse di Rutherford per gli accademici è rimasto invariato. Nel 1887 gli fu assegnata una borsa di studio per frequentare la Nelson Collegiate School, una scuola secondaria privata dove si sarebbe imbarcato e avrebbe giocato a rugby fino al 1889.

Nel 1890 Rutherford ottenne un'altra borsa di studio & # x2014; questa volta al Canterbury College di Christchurch, in Nuova Zelanda. Al Canterbury College, i professori di Rutherford hanno alimentato il suo entusiasmo per la ricerca di prove concrete attraverso la sperimentazione scientifica. Rutherford conseguì sia la sua laurea in Arti che la sua laurea in Lettere e riuscì a ottenere onori di prima classe in matematica e scienze. Nel 1894, ancora a Canterbury, Rutherford condusse ricerche indipendenti sulla capacità delle scariche elettriche ad alta frequenza di magnetizzare il ferro. La sua ricerca gli è valsa una laurea in un solo anno. Nello stesso anno, Rutherford si incontrò e si innamorò della figlia della padrona di casa, Mary Newton. La coppia si sposò nel 1900 e in seguito accolse una figlia, che chiamarono Eileen.

Ricerca e scoperte

Nel 1895, come primo studente di ricerca presso il Cavendish Laboratory dell'Università di Cambridge a Londra, Rutherford identificò un mezzo più semplice e più commercialmente praticabile per rilevare le onde radio rispetto a quanto precedentemente stabilito dal fisico tedesco Heinrich Hertz.

Sempre al Cavendish Laboratory, Rutherford è stato invitato dal Professor J.J. Thomson collaborerà allo studio dei raggi X. Il fisico tedesco Wilhelm Conrad Röntgen aveva scoperto i raggi X pochi mesi prima che Rutherford arrivasse a Cavendish e i raggi X erano un argomento caldo tra i ricercatori. Insieme, Rutherford e Thomson hanno studiato gli effetti dei raggi X sulla conduttività dei gas, risultando in un documento sulla divisione di atomi e molecole in ioni. Mentre Thomson ha continuato a esaminare quello che in seguito sarebbe stato chiamato un elettrone, Rutherford ha esaminato più da vicino le radiazioni che producono ioni.

Concentrandosi sull'uranio, Rutherford scoprì che posizionandolo vicino alla lamina si poteva facilmente assorbire o bloccare un tipo di radiazione, mentre un tipo diverso non aveva problemi a penetrare nella stessa lamina. Ha etichettato i due tipi di radiazione & # x201C; alpha & # x201D; e & # x201C; beta. & # x201D; A quanto pare, la particella alfa era identica al nucleo di un atomo di elio. La particella beta era, in effetti, la stessa di un elettrone o di un positrone.

Rutherford lasciò Cambridge nel 1902 e prese una cattedra alla McGill University di Montreal. Alla McGill del 1903, Rutherford e il collega Frederick Soddy introdussero la loro teoria della disintegrazione della radioattività, che sosteneva che l'energia radioattiva fosse emessa dall'interno di un atomo e che quando particelle di alfa e beta venivano emesse contemporaneamente, causavano un cambiamento chimico tra gli elementi. Il professor Bertram Borden Boltwood di Rutherford e Yale ha continuato a classificare gli elementi radioattivi in ​​quella che hanno chiamato una serie di decadimento & # x201C; & # x201D; A Rutherford fu anche attribuito il merito di aver scoperto il radon del gas radioattivo mentre era a McGill. Ottenendo fama per il suo contributo alla comprensione dei radioelementi, Rutherford divenne un oratore pubblico attivo, pubblicò numerosi articoli di riviste e scrisse il libro di testo più apprezzato dell'epoca sulla radioattività.

Nel 1907 Rutherford tornò in Inghilterra, trasferendosi a una cattedra all'Università di Manchester. Attraverso ulteriori sperimentazioni che coinvolgono il lancio di particelle alfa a lamina, Rutherford ha fatto la scoperta rivoluzionaria che quasi la massa totale di un atomo è concentrata in un nucleo. In tal modo, ha dato alla luce il modello nucleare, una scoperta che ha segnato l'inizio della fisica nucleare e alla fine ha aperto la strada all'invenzione della bomba atomica. Appropriatamente soprannominato & # x201C; Father of the Nuclear Age, & # x201D; Rutherford ricevette il premio Nobel per la chimica nel 1908.

Con l'avvento della prima guerra mondiale, Rutherford rivolse la sua attenzione alla ricerca antisommergibile. Nel 1919 aveva fatto un'altra scoperta monumentale: come indurre artificialmente una reazione nucleare in un elemento stabile. Le reazioni nucleari furono l'obiettivo principale di Rutherford per il resto della sua carriera scientifica.

Morte ed eredità

Rutherford è stato insignito di innumerevoli onorificenze durante la sua carriera, tra cui numerosi titoli onorari e borse di studio di organizzazioni come l'Institution of Electrical Engineers. Nel 1914 fu nominato cavaliere. Nel 1931, fu elevato alla pari, e gli fu conferito il titolo di Barone Rutherford di Nelson. Fu anche eletto presidente dell'Istituto di Fisica quello stesso anno.

Il 19 ottobre 1937, il barone Rutherford morì a Cambridge, in Inghilterra all'età di 66 anni a causa delle complicazioni di un'ernia strangolata. Lo scienziato, che era stato soprannominato & # x201C; Crocodile & # x201D; dai suoi colleghi per aver sempre guardato avanti, fu sepolto nell'Abbazia di Westminster.

Anni prima di morire, durante la prima guerra mondiale, Rutherford disse che sperava che gli scienziati non avrebbero imparato come estrarre energia atomica fino a quando l'uomo vivesse in pace con i suoi vicini. & # X201D; La scoperta della fissione nucleare fu, infatti, fatta solo due anni dopo la sua morte, e alla fine portò a ciò che Rutherford aveva temuto & # x2014; l'uso dell'energia nucleare per costruire armi in tempo di guerra.

Molte delle scoperte di Rutherford sono anche diventate la base della costruzione dell'Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare del Large Hadron Collider. Il più grande e acceleratore di particelle con la più alta energia al mondo e decenni di sviluppo, il Large Hadron Collider ha iniziato a distruggere le particelle atomiche nel maggio 2010. Da allora è stato usato per rispondere alle domande fondamentali sulla fisica, dagli scienziati che condividono Rutherford & # x2019; la tendenza alla lungimiranza e la sua incessante ricerca di prove attraverso l'esplorazione scientifica.