Biografia de Ernest Rutherford | Cientistas famosos.

Nota: Esta tradução é fornecida para finalidades educacionais e podem conter erros ou ser imprecisa.

Viveu de 1871 – 1937.
Ernest Rutherford é o pai da química nuclear e da física. Ele descobriu e nomeou o núcleo atômico, o próton, a partícula alfa e a partícula beta. Ele descobriu o conceito de meia-vida nuclear e alcançado a primeira transformação deliberada de um elemento em outro, cumprindo uma das antigas paixões dos alquimistas.

Começos

Ernest Rutherford nasceu em 30 de agosto de 1871, na aldeia de Brightwater na ilha sul da Nova Zelândia. Seu pai, James Rutherford, era um agricultor da Escócia e sua mãe, Martha Thompson, era um professor da Inglaterra.
Ernest era a quarta das 12 crianças seus pais criado na Nova Zelândia, e ele foi abençoado com alta inteligência e talento para esportes, especialmente futebol rugby. Ele leu seu primeiro livro de ciência na idade de 10 e estava encantado com o que ele aprendeu, cuidadosamente realizando os experimentos sugeriu o livro.
Ele estudou em colégio de Nelson, na pequena cidade de Nelson, onde as taxas de embarque foram financiadas por uma bolsa de estudos.
Com a idade de 18 anos, partiu para a cidade de Christchurch, onde ele tinha ganhado uma bolsa de estudos para a Universidade de Canterbury, agora a Universidade de Canterbury.
Em 1893 ele se formou com honras de primeira classe em matemática e ciências físicas.
Em 1895, ele obteve um bacharelado licenciatura em química e geologia da Universidade de Canterbury e passou um tempo trabalhando como professora. Então, ele ganhou uma bolsa de estudos que lhe permitiu estudar no exterior. Ele decidiu ir para a Universidade de Cambridge, no Reino Unido para trabalhar no laboratório de J. J. Thomson.

Cambridge, Montreal, Manchester e volta a Cambridge

Rutherford chegou em Cambridge em 1895 e o recém-chegado de 24 anos foi feito para se sentir muito bem-vindo por J. J. Thomson e sua esposa Rose.
Rutherford já tinha inventado um receptor de rádio na Nova Zelândia e melhorado nele em Cambridge, onde ele construiu um mundo-record-breaking receptor capaz de detectar ondas de rádio no meio-de-milha. No entanto, a batalha para desenvolver o rádio foi uma que rapidamente perdeu a Guglielmo Marconi. Rutherford não se importava minimamente. Seu trabalho de rádio não era como intelectualmente estimulante como outros trabalhos que ele fez em Cambridge, radioatividade e os efeitos dos raios x sobre os gases.
Trabalho de pesquisa de Rutherford foi notavelmente avançado para um homem jovem, impressionando Thomson enormemente. Em 1898, quando veio uma cadeira de física na Universidade McGill, Montreal, Thomson recomendado que Rutherford deverá ser nomeado a ele.
"Nunca tive um aluno com mais entusiasmo ou capacidade de investigação original que o Sr. Rutherford."
J. J. Thomson
Prêmio Nobel de física de 1906
E assim, em 1898, Rutherford navegou para o Canadá, a ocupar um cargo de professor, envelhecido apenas 27. Na McGill realizou o trabalho que levou à sua 1908 Nobel de química.
Em 1907, depois de nove anos na McGill, Rutherford navegou para o Reino Unido, onde havia sido nomeado para cadeira de física a Universidade de Manchester,.
A jogada final de Rutherford veio em 1919 com a aposentadoria de J. J. Thomson como o Professor Cavendish de Física Experimental na Universidade de Cambridge. Rutherford, seu antigo aluno, agora envelhecido 48, foi nomeado como seu substituto.

Mais significativas contribuições de Rutherford para a ciência

Descoberta da radiação alfa e beta

Começando em 1898 Rutherford estudou a radiação emitida pelo urânio. Ele descobriu dois tipos diferentes de radiação, que ele chamou de alfa e beta.
Ao permitir que a radiação do urânio para passar através de um número crescente de camadas de folha de metal, ele descobriu que:

• as partículas beta têm maior poder de penetração que os raios alfa

Pela direção de seu movimento em um campo magnético, ele deduziu que:

• partículas alfa estão carregadas positivamente

Medindo-se a proporção de massa para carregar, ele formou a hipótese de que:

• partículas alfa são íons de hélio uma carga 2 +

Com seu colega de trabalho, Frederick Soddy, Rutherford chegou à conclusão que:

• partículas alfa são atômicas na natureza
• partículas alfa são produzidas pela desintegração dos átomos maiores – e então os átomos não são, como se todo mundo tivesse acreditado, indestrutível
• Quando grandes átomos emitem partículas alfa se tornam átomos ligeiramente menores – para que um elemento radioativo transforma em outros elementos, quando decai

Soddy, quem ele mesmo mais tarde ganharia um prêmio Nobel, estava exausto pelo esforço de manter-se com Rutherford:
"Eu abandonei tudo para segui-lo (Rutherford). Há mais de dois anos, vida científica tornou-se agitado para um grau raro durante a vida de um indivíduo, raro, talvez durante a vida de uma instituição."
Frederick Soddy, 1877 a 1956
Prêmio Nobel de química de 1921
Rutherford cunhou os termos alpha, beta e gama para os três tipos mais comuns de radiação nuclear. Ainda usamos esses termos hoje. (Radiação gama foi descoberta por Paul Villard em Paris, em 1900).
Rutherford começou sua investigação de radiação alfa e beta, no mesmo ano que Pierre e Marie Curie descobriu os novos elementos radioactivos de polónio eo rádio.
"Eu tenho que continuar, como sempre há pessoas no meu caminho. Eu tenho que publicar meu presente trabalho tão rapidamente quanto possível, a fim de continuar na corrida. Os melhores velocistas neste caminho de investigação são Becquerel e os Curies."
Ernest Rutherford
Em 1907 Rutherford descobriu que os elementos radioativos possuem meias-vidas – ele cunhou o termo período de Half-Life para identificar o fenômeno.
Rutherford foi agraciado com o prêmio Nobel de 1908 em química "por suas investigações sobre a desintegração dos elementos e a química das substâncias radioactivas."

A idade do planeta Terra e datação radiométrica

Rutherford percebeu que fornecimento de hélio da terra é em grande parte produzido pelo decaimento de elementos radioativos. Ele desenvolveu um método de datação de rochas relacionadas a sua idade com a quantidade de hélio presente neles.
Baseado no fato de que nosso planeta ainda está vulcanicamente ativa, Lorde Kelvin tinha indicado a idade da terra pode ser superior a 400 milhões de anos. Disse que a Terra poderia ser mais velha que isso somente se alguma nova fonte de energia poderia ser encontrado que estava aquecendo-a internamente.
Rutherford identificou a fonte nova – a energia libertada pelo decaimento radioativo de elementos.
Começou também a ciência de datação radiométrica – usando os produtos de decaimento radioativo para descobrir coisas antigas como são.
"Lorde Kelvin tinha limitado a idade da terra, desde que nenhuma nova fonte (de energia) foi descoberto. Esse enunciado profético refere-se o que estamos a considerar agora esta noite, o rádio!"
Ernest Rutherford

Descoberta do núcleo atômico

Após sua mudança para a Universidade de Manchester, Rutherford e dois de seus pesquisadores – Hans Geiger e Ernest Marsden – realizado em 1909 um do Marco experiências em ciência – o experimento da folha de ouro.
Rutherford começou a experiência, porque ele estava intrigado que poucas partículas alfa do que o esperado a partir de uma amostra de rádio foram atingindo um novo detector em seu laboratório. O único meio que as partículas tinham que viajar através de foi uma pequena quantidade de ar. A enorme quantidade de energia transportada por partículas alfa deve permitir-lhes viajar através de uma pequena quantidade de ar imperturbado, com nenhuma deflexão.
Ele deu Geiger e Marsden a tarefa de investigar em que medida partículas alfa que seja desviadas do seu caminho habitual em linha reta passando através de uma folha muito fina de folha de ouro.
Geiger e Marsden usaram uma amostra de rádio para fornecer um fluxo de partículas alfa, que passou a folha de ouro. Onde as partículas alfa acabou foi gravada eletricamente.
Os resultados foram notáveis. Se o ouro fosse uma substância suave na escala atômica, como ele tinha sido pensado para ser, um ligeiro desvio de partículas alfa foi esperava. Na verdade, a maioria das partículas alfa com um tiro direto o ouro sem deflexão, mas alguns foram enormemente desviado, alguns até 'voltar' direto do ouro. Rutherford estava absolutamente impressionado com isso. Famosa, comparou ao disparar armas de um navio de guerra no papel de tecido e descobrir que algumas das conchas foram se recuperando do papel do tecido.
Rutherford explicou o efeito ao propor um novo modelo para o átomo, substituindo o modelo pudim de ameixa de seu antigo mentor, J. J. Thomson.
Seu novo modelo exigido os átomos têm um núcleo pequeno e denso. E com este passo, inspirado por seus dados experimentais, Rutherford tinha descoberto o núcleo atômico.

J. J. Thomson tinha modelado o átomo como uma esfera em que massa e a carga positiva foram distribuídas regularmente. Os elétrons orbitavam dentro da esfera positiva. Isso foi chamado o modelo pudim de ameixa.

Os resultados do experimento da folha de ouro permitiu Rutherford construir um modelo mais preciso do átomo, em que quase toda a massa estava concentrada em um núcleo pequeno e denso. A maioria do volume do átomo era espaço vazio. A escala foi tal que o núcleo era como uma mosca flutuando em um estádio de futebol – lembrando, claro, que a mosca era muito mais pesada do que o estádio! Os elétrons orbitavam a alguma distância do núcleo. Isso foi chamado o modelo de Rutherford. Assemelha-se planetas orbitando uma estrela.
Embora Rutherford tinha recebido um prémio Nobel pelo seu trabalho anterior, sua descoberta do núcleo atômico foi provavelmente o seu maior feito.
Um 26-year-old Niels Bohr, que foi passando o tempo como um estudante de investigação no laboratório de Rutherford em 1912, fiquei intrigado com o modelo de Rutherford do átomo. Ele podia ver que, em termos de física clássica, a separação de carga em núcleo positivo e elétrons em órbita era instável. Ele explorou as implicações de tal um átomo, levando diretamente para o primeiro modelo quântico do átomo-átomo de Rutherford-Bohr.
"Rutherford é um homem que você pode confiar; Ele vem regularmente e inquire como vão as coisas e fala sobre os mínimos detalhes – Rutherford é um homem tão notável e muito interessado no trabalho de todas as pessoas ao seu redor."
Niels Bohr, 1885 de 1962
Prêmio Nobel de física de 1922

Descoberta de reações nucleares

Rutherford conseguiu a primeira transformação deliberada de um elemento em outro. Em 1919 ele converteu os átomos de nitrogênio em átomos de oxigênio bombardeando nitrogênio com partículas alfa. Essa reação nuclear foi inicialmente escrita:
¹⁴ Α → ¹⁷O + N + ¹H

Descoberta do próton

Encontrando o hidrogênio produzido na reação nuclear acima, Rutherford começou a suspeitar que o núcleo de hidrogênio pode realmente ser uma partícula fundamental, um bloco de construção de todos os núcleos atômicos.
Ele esta formalizado em 1920, dando um nome essa partícula: o próton. A primeira reação nuclear agora poderia ser escrita:
¹⁴ N + α → ¹⁷O próton

Prevendo a existência do nêutron

Rutherford efectuados cálculos da estabilidade dos núcleos atômicos. Ele descobriu que, a menos que algumas partículas neutras foram adicionados para o núcleo, a repulsão dos prótons carregados positivamente causaria núcleos soltar-se. Em 1920 ele chamou esta partícula hipotética neutrão.
James Chadwick, diretor de Rutherford assistente de investigação, descobriu o nêutron em 1932, provando sua existência pela experiência.

Alguns detalhes pessoais e o fim

Rutherford não exatamente de acordo com o estereótipo de científico. Ele era um homem direto, no-nonsense, que falou de sua mente. Ele não estava muito preocupado com sua aparência; algumas pessoas confundiram a grande cientista para um fazendeiro!
Ele era conhecido por suas reservas ilimitadas de energia e entusiasmo, que deixou um número de seus trabalhadores exaustos.
"De Rutherford entusiasmo e vigor abundante naturalmente afetaram todos nós. Para trabalhar laboratório à noite era a regra, ao invés da exceção, particularmente para nós, alemães, cuja estadia em Montreal foi limitada... Ele tinha uma grande e saudável gargalhada que ecoou através o laboratório inteiro."
Otto Hahn, 1879 a 1958
Prêmio Nobel de química 1944
No verão de 1900, dois anos depois de se mudar para Montreal, Rutherford navegou para a Nova Zelândia para se casar com Mary Georgina Newton, a quem ele tinha se comprometido a quando vivia em Christchurch. Eles tiveram uma filha, Eileen Mary, nascida em 1901. Quando ela tinha 20 anos, Eileen casou-se com o renomado físico Ralph H. Fowler. Eileen morreu em 1930, nove dias após dar à luz seu quarto filho. Rutherford e sua esposa sobreviveu a sua filha, levando consolo em seus netos, os quais tornaram-se acadêmicos.
Rutherford visitaria seus trabalhadores pesquisa diariamente, aprovação ou desaprovação, crítica ou elogiando o trabalho eles faziam, ouvindo seus problemas, fazendo sugestões. Ele poderia ser franco quando ele pensou que as pessoas faziam coisas erradamente, mas seus trabalhadores o reverenciavam, porque eles sabiam que, acima de tudo, toda a sua energia estava sendo aplicada para empurrar as fronteiras do conhecimento humano, e ele sempre deu a seus trabalhadores todo o crédito para suas pesquisas.
Rutherford era um homem inspirador e, como foi o caso com J. J. Thomson, um grande número de seus trabalhadores de pesquisa passou a ganhar prêmios Nobel, incluindo James Chadwick, Cecil Powell, Niels Bohr, Otto Hahn, Frederick Soddy, John Cockcroft, Ernest Walton e Edward Appleton.
Seu vozeirão era o mais alto que muitos de seus colegas já tinha ouvido falar. Geoffrey Fellows, uma companheiro conferencista na Universidade de Cambridge, escreveu:
Nós éramos uma sociedade educada e esperava levar uma vida tranquila, ensinando mecânica e ouvindo meus colegas sênior suavemente mas obliquamente, picando o divertimento em um outro. Esse sonho de paz somnolent desaparecido muito rapidamente quando Rutherford chegou a Cambridge. Rutherford foi a única pessoa que conheci que imediatamente me impressionou como um grande homem. Ele era um homem grande e fez um grande barulho e pareceu-me que aproveite cada minuto de sua vida. Lembro-me que quando transmissão transatlântica entrou, Rutherford disse-nos em um jantar no salão como ele tinha falado em um microfone para a América e tinha sido ouvido sobre o continente. Dentre as mais ousadas de nossos companheiros disse: "Certamente você não precisou usar aparelho para isso."
Geoffrey Fellows, 1871 de 1937
Durante sua vida, Rutherford recebeu muitas honras. Além do Prêmio Nobel, ele foi nomeado cavaleiro em 1914, tornando-se Sir Ernest Rutherford e depois fez um lorde inglês, recebendo o título de barão Rutherford de Nelson, em 1931.
Ernest Rutherford morreu de paralisia intestinal, com a idade de 66, em 19 de outubro de 1937. Suas cinzas foram enterradas na Nave da Abadia de Westminster, juntar-se outros grandes da ciência como Isaac Newton, Lord Kelvin, Charles Darwin e Charles Lyell. Em 1940, as cinzas de seu amigo e antigo chefe J. J. Thomson foram colocadas para descansar com Rutherford e os outros cientistas.
Elemento 104 é nomeado Rutherfordium em sua homenagem.
"Até mesmo o leitor casual de papéis de Rutherford deve ser profundamente impressionado pelo seu poder no experimento... Ele foi, na minha opinião, o maior físico experimental desde Faraday."
James Chadwick, 1891 a 1974
Prêmio Nobel de física de 1935

Traduzido del website: Famous Scientists para fins educacionais