Ernest Rutherford Kimdir?

Biyografi

İngiliz fizikçi Ernest Rutherford Yeni Zelanda’da doğdu. Babası tekerlek yapımcısı olan İskoç asıllı James Rutherford’dır. Annesi ise, İngiltere’de bir okul öğretmeni olan Martha Rutherford’dur. Aynı zamanda 11 kardeşi vardı. İlk başta, Rutherford ilk ve orta dereceli yerel okullara gitmiştir. Daha sonra özel bir lise olan Nelson Koleji’nde okumuştur. Burada özellikle matematikte yetenekli bir öğrenci olduğunu kanıtlamıştır. Akademik başarısı sayesinde Rutherford, Yeni Zelanda’nın en büyük şehirlerinden biri olan Christchurch’deki Canterbury College’a gitmesine izin veren başka bir burs kazanmıştır.

Üniversite’de Rutherford, öğretmenlerinden büyük ölçüde etkilenmiştir. Fizik ve kimya öğretmeni EW Bickerton ve matematikçi J.H.H. Cook. 1892’de Bachelor of Arts derecesini aldıktan sonra, Rutherford Canterbury Koleji’nde kaldı ve matematik bursu sayesinde çalışmalarına devam etti. Ertesi yıl, matematik ve fizikteki en iyi sınavları geçerek liberal sanatların ustası oldu. Yüksek lisans tezi, varlığı yaklaşık on yıl önce kanıtlanmış olan yüksek frekanslı radyo dalgalarının tespiti ile ilgiliydi. Bu fenomeni incelemek için bir radyo alıcısı yaptı (Guglielmo Marconi bunu yapmadan birkaç yıl önce) ve onun yardımıyla meslektaşları tarafından yarım mil uzaklıktan iletilen sinyalleri aldı.

1894’te Ernest Rutherford, Bachelor of Science derecesi ile mezun oldu. Canterbury College’da, yüksek lisans derecesi alan ve üniversitede kalan herhangi bir öğrencinin daha fazla araştırma yapması ve bir Lisans Derecesi alması gerektiğine dair bir gelenek vardı.

Ernest Rutherford araştırmaya olan derin ilgisi ve açık liderliği ile dikkat çekmiştir. Her zaman laboratuvarında gerçekleştirilen yüksek düzeyde bir çalışmanın sürdürülmesine yardımcı olmuştur. Öğrenciler ve meslektaşları, bilim insanını tatlı, kibar bir insan olarak tanıdılar. Bir teorisyen olarak doğuştan gelen öngörüsünün yanı sıra, Rutherford pratik bir çizgiye sahipti.

Yeni Zelanda’ya kısa bir yolculuk sırasında tanıştığı ve bir kızı olan Mary Newton ile evlenmiştir. Kısa bir hastalık sonucu 1937’de Cambridge’de öldü. Rutherford, Westminster Abbey’de Isaac Newton ve Charles Darwin‘in mezarlarının yanına gömülmüştür.

Çalışmaları

1898’de Ernest Rutherford, Uranyum elementinin radyasyonu ile ilgili bir dizi önemli deneye başladı. Kısa bir süre sonra radyasyonun iki türünü keşfetti;

• Yalnızca kısa bir mesafeye nüfuz eden alfa ışınlarının emisyonu
• Uzun mesefelere nüfuz eden beta ışınlarının emisyonunu

Daha sonra kendisi, radyoaktif toryumun emisyon adını verdiği gaz halinde bir radyoaktif bir ürün yaydığını keşfetmiştir.

Daha fazla araştırma yaparak, diğer iki radyoaktif elementin, radyum ve anemonun da yayıldığını gördü. Bu ve diğer keşiflere dayanarak, Rutherford radyasyonun doğasını anlamak için iki önemli sonuca vardı. Bilinen tüm radyoaktif elementler alfa ve beta ışınları yayar ve daha da önemlisi, herhangi bir radyoaktif elementin belirli bir süre sonra radyoaktivitesi azalmaktadır. Bu sonuçlar, tüm radyoaktif elementlerin aynı atom ailesine ait olduğunu ve sınıflandırmalarının radyoaktivitelerindeki azalma periyoduna dayanabileceğini varsaymak için temel oluşturmuştur.

1919’da başka bir temel keşif yapmıştır. Bu dönem de dedektöründe bir hidrojen atomunun çekirdeğinin bir atomla çarpışması sonucu harekete geçmesiyle açıklanabilecek bir sinyal fark etmiştir. Bu sinyalin adı “alfa parçacığı”dır. Bununla birlikte, bilim adamı hidrojen atomlarını nitrojen atomlarıyla değiştirdiğinde tamamen aynı sinyalin ortaya çıktığını keşfetmiştir. Ernest Rutherford, bu tahribatı kararlı bir atomun parçalanmasına neden olmasıyla şeklinde açıklamıştır. Alfa parçacığı, normal koşullar altında kararlı olan bir nitrojen atomunun çekirdeğinden tek bir protonu çıkarmaktadır. Bu işlem ise, ona korkunç bir hız vermektedir. Bu yorumu lehine daha fazla kanıt sağlamıştır. Yoruma istinaden 1934’te, Frederic Joliot ve Irene Joliot-Curie yapay radyoaktivite’yi keşfetmişlerdir.

Nobel ödülü başarısı

1908’de Rutherford, “radyoaktif maddelerin kimyasındaki elementlerin bozulması alanındaki araştırmalarından dolayı” Nobel Kimya Ödülü‘ne layık görülmüştür. İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi adına yaptığı açılış konuşmasında K.B. Hasselberg, Rutherford’un çalışmaları ile J.J. Thomson , Henri Becquerel , Pierre ve Marie Curie‘nin çalışmaları arasındaki bağlantıya dikkat çekmiştir. Hasselberg, “Keşifler şaşırtıcı bir sonuca yol açtı. Kimyasal bir element, diğer bir elementlere dönüşebilir” demiştir.

Nobel Konferansındaki konuşması şu şekildedir; – “Çoğu radyoaktif maddeden bu kadar özgürce yayılan alfa parçacıklarının kütle ve bileşim bakımından özdeş olduğuna ve helyum atomlarının çekirdeklerinden oluşması gerektiğine inanmak için her türlü neden vardır. Bu nedenle, uranyum ve toryum gibi ana radyoaktif elementlerin atomlarının en azından kısmen helyum atomlarından yapılması gerektiği sonucuna varamamaktayız.”

Daha sonra, Uranyum gibi radyoaktif bir element tarafından yayılan alfa parçacıklarının ince bir altın folyo levha üzerindeki tahribatını gözlemleyen bir incelemeye başlamıştır. Alfa parçacıklarının yansıma açısını kullanarak, plakayı oluşturan kararlı elementlerin yapısını inceleyebileceğimiz ortaya çıkmıştır. O zamanlar kabul edilen kavramlara göre, atom modeli kuru üzümlü bir puding gibiydi. Pozitif ve negatif yükler atom içinde eşit olarak dağılmışlardı. Bu nedenle alfa parçacıklarının hareket yönünü önemli ölçüde değiştirememiştir. Ancak Rutherford, belirli alfa parçacıklarının teorinin izin verdiğinden çok daha fazla saptığını fark etmiştir. Çalışma oldukça fazla sayıda alfa parçacığının bazılarının, 90 dereceden fazla saptığını doğrulamıştır.

Bu fenomeni yansıtan Ernest Rutherford, 1911’de yeni bir atom modeli önermiştir. Bugün genel olarak kabul edilen teorisine göre, pozitif yüklü parçacıklar atomun ağır merkezinde yoğunlaşmaktadır. Negatif yüklüler ise (elektronlar), çekirdeğin yörüngesinden oldukça uzak bir mesafede bulunmaktadır. Bu model, tıpkı güneş sisteminin küçük modeli gibi, atomların çoğunlukla boş uzaydan oluştuğunu varsaymıştır. Rutherford’un teorilerinin geniş çapta tanınması, Danimarkalı fizikçi Niels Bohr’un Manchester Üniversitesi’ndeki bilim adamının çalışmalarına katılmasıyla 1913’te başladı . Bohr, Rutherford tarafından önerilen yapı açısından hidrojen atomunun iyi bilinen fiziksel özelliklerinin açıklanabileceğini göstermiştir.

Aldığı ödüller

• Londra Kraliyet Cemiyeti’nin Rumford Madalyası (1904)
• Copley Madalyası (1922)
• İngiliz Liyakat Nişanı (1925)
• 1931’de bilim adamına “Peerage” unvanı verilmiştir.
• Ayrıca Rutherford, Yeni Zelanda, Cambridge, Wisconsin, Pennsylvania ve McGill üniversitelerinden fahri dereceler almıştır.
• Göttingen Kraliyet Cemiyeti’nin Sorumlu Üyesi, Yeni Zelanda Felsefe Enstitüsü sorumlu üyesi, Amerikan Felsefe Derneği Üyesiydi.
• Üye olduğu dernekler şu şekildedir; Louis Bilimler Akademisi, Londra Kraliyet Cemiyeti ve İngiliz Bilimin İlerlemesi Derneği.
• Cambridge Üniversitesi’nde deneysel fizik profesörü ve Cavendish Laboratuvarı’nın yöneticisi olmuştur.
• 1921’de Londra’daki Kraliyet Enstitüsü’nde doğa bilimleri profesörü olmuştur.
• 1930’da Ernest Rutherford, Bilimsel ve Endüstriyel Araştırma Ofisi’nin hükümet danışma kurulu başkanlığına atanmıştır.
• Kariyerinin zirvesinde olan bilim adamı, birçok yetenekli genç fizikçiyle Cambridge’deki laboratuvarında çalışma imkanı bulmuştur. PM Blackett, John Cockcroft, James Chadwickve Ernest Walton bunlardan bazılarıdır.