Новозеландский кролик покоряет Англию
Эрнест Резерфорд родился в Новой Зеландии. Будущий лорд рос в семье фермера и школьной учительницы. С раннего детства он отличался удивительной памятью, проницательностью и любознательностью.
После окончания школы Резерфорд получил первую стипендию, хоть и символичную, в размере 50 фунтов стерлингов. Она открыла будущему учёному двери в колледж Нельсона. Следующее денежное пособие позволило ему поступить в Кентерберийский университет. А в 1895 году молодой Резерфорд стал обладателем Стипендии имени Всемирной выставки 1851 года — «золотой билет» открывал перспективы научной работы в лабораториях физического факультета Кембриджа. Так будущий учёный переехал в Англию.
Поначалу он воспринимался кембриджскими коллегами-лаборантами как провинциал из глухой деревни, которому счастливый случай дал сносную стипендию и занёс в «физическую» столицу империи. Но в молодом Резерфорде обнаружилась некая скрытая сила, в связи с чем была произнесена фраза, свидетельствовавшая о его признании. Учёный Эндрью Бальфур однажды сказал: «Мы заполучили дикого кролика из страны антиподов, и он роет глубоко».
В 1898 Резерфорд стал профессором Макгиллского университета в Монреале, и, покинув эту должность через 9 лет, начал исследовательскую и экспериментальную деятельность в университете Виктории (ныне — Манчестерский университет). Вскоре физик основал школу по изучению радиоактивности.
В 1919 году Резерфорд был назначен директором Кавендишской лаборатории в Кембридже, где он продолжил свою работу в области ядерной физики. С каждым годом росла репутация востребованного учёного-экспериментатора; успехи на профессиональном поприще привели его к должности президента Института физики (1931−1933 годы).
В 1914 году Резерфорду был присуждён дворянский титул — Георг V посвятил его в рыцари-бакалавры. В 1925 году король Соединённого Королевства Великобритании принял его в члены ордена Заслуг, а в 1931 году присвоил Резерфорду титул барона. Интересно, что герб барона Резерфорда Нельсона украшен изображением птицей киви, что символизирует его родину, Новую Зеландию. Учёный получил право именоваться лордом Резерфордом.
Научная деятельность
Эрнест Резерфорд стал проявлять себя как человек, бесконечно ищущий. В Кембридже он работал под предводительством английского физика Дж. Дж. Томсона. Совместные усилия дали свои плоды: учёные открыли насыщение тока при ионизации газа. Их теория заключалась в следующем: рентгеновские лучи, проходившие через газ, разрушают атомы этого газа, в свою очередь освобождая равное количество положительно и отрицательно заряженных частиц (немного позже эти элементы получили своё название — ионы).
В Канаде сэр Резерфорд начал изучать атомную структуру. В 1898 году учёный-ядерщик сумел расщепить атом, выявив новую формулу состава радиоактивного излучения. Проведя ряд экспериментов, физик обнаружил разно заряженные частицы — альфа и бета; они и входят в состав радиоактивности. Согласно резерфордовской теории, отрицательное β-излучение — это поток открытых Дж. Дж. Томсоном электронов. Путём исследования α-частиц — излучения, обладающего положительным зарядом, — физик доказал наличие в них потока ядер гелия, нашёл тот самый механизм, позволяющий проникнуть в атом. Позже физик раскрыл свойства альфа и бета лучей — они состоят из быстродвижущихся частиц. Резерфорд обнаружил и существование третьего элемента, обладающего нейтральным излучением и получившего своё название — гамма-лучи.
Открытие имело ошеломительный успех, потому химики сперва не могли поверить в достоверность этого опыта. Взяв за основу работы А. А. Беккереля, М. Склодовской-Кюри и П. Кюри, после серии экспериментов Резерфорд в компании коллеги Ф. Содди выявил теорию радиоактивного превращения, трансформировав уран в свинец.
Позже Резерфорд изучал преобразование химических элементов в процессе радиоактивного распада. Это исследование датируется 1903 годом. Теория британского физика заключалась в зависимости интенсивности распада от времени и количества атомов. Исследователь заявил, что один радиоактивный химический элемент в процессе распада превращается в другой.
Значительный вклад в науку Эрнест Резерфорд сделал в 1911 году: он открыл атомное ядро. Данный революционный эксперимент проводился с использованием золотой фольги — через неё изучалось рассеяние альфа-частиц. Физик выявил, что весь положительный заряд атомов локализирован в ядре, а отрицательно заряженные частицы, электроны, распределены по сфере и вращаются вокруг ядра по орбитам. Впоследствии этот постулат стал известен как планетарная модель атома, модель Резерфорда.
В 1919 году учёный воплотил в жизнь первую ядерную реакцию, правда в искусственных условиях. Он бомбардировал α-частицами атомы азота, произведя переход азота в кислород. Сэр Резерфорд предложил именовать ядро атома водорода протоном. Этот эксперимент открыл путь к развитию ядерной физики и ядерных реакций.
Физик или химик?
В 1908 году Эрнест Резерфорд был удостоен Нобелевской премии по химии «за проведённые им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ». В своей вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук К. Б. Хассельберг указал на удивительную для тех времён вещь: «Химический элемент… способен превращаться в другие элементы». Примечательно, что ещё 12 выдающихся учеников Резерфорда впоследствии стали нобелевскими лауреатами по физике и химии.
Сам Эрнест Резерфорд заметил по поводу вручения ему премии в области химии, что, имея дело со всевозможными метаморфозами в науке, своё превращение из физика в химика он считает самым неожиданным и удивительным. Резерфорд неоднократно выражал презрительное мнение в отношении других дисциплин: «Науки делятся на физику и коллекционирование марок».
Скончался Резерфорд в Кембридже в возрасте 66 лет из-за ущемления пупочной грыжи. Смерть учёного оказалась крайне трагичной — лорда имел право лечить и оперировать только медик, обладающий рыцарским званием. Из столицы Англии был вызван профессиональный хирург, имеющий надлежащий чин, но он опоздал. Физика похоронили в Вестминстерском аббатстве, он покоится рядом с Ньютоном, Дарвином и Фарадеем.