Sir Ernest Rutherford (1871-1937)
 

RUTHERFORD, Sir Ernest [e.: radeford] (Nelson, Új-Zéland; 1871. 8. 30. - Cambridge, Anglia, 1937. 10. 19.) angol fizikus. A kémiai Nobel-díjat 1908-ban kapta "az elemek bomlásának vizsgálataiért és a radioaktív anyagok kémiájában elért eredményei-ért".

Szülei, akiknek tizenkét gyermeke közül a negyedik volt, skót és angol származásúak. Már gyermekkorában érdeklődött a fizika iránt, és kitűnt tehetségével. Ezért ösztöndíjat kapott az új-zélandi egyetemre, a Canterbury College-ba, ahol 1894-ben matematikából és fizikából doktorált. Közben a vasnak a nagyfrekvenciás kisülések hatására jelentkező mágneses tulajdonságait vizsgálta. A kapott eredmények alapján az elektromágneses hullámok kimutatására detektort szerkesztett. A következő évben újabb ösztöndíjjal az angliai Cambridge-be utazott, J. J. THOMSON irányítása mellett a Cavendish Institute-ben folytatta kutatásait. 1898-ban megkapta a montreali McGill egyetem fizikaprofesszori katedráját. 1907-ig maradt Kanadában, ekkor elfogadta a manchesteri egyetem meghívását a fizikai tanszék élére. 1919-ben a cambridge-i Cavendish Institute kísérleti fizika professzora lett. 1895-ben az ionizált gázokat tanulmányozta. A radioaktivitás felfedezése után fő kutatási területe az urán sugárzása volt. Megállapította, hogy a kibocsátott sugarak nem egyneműek, egyik fajtájukat alfa-, a másikat, amelyről hamarosan kiderült, hogy elektronokból áll, béta-sugárzásnak nevezte el. (Ezekhez csatlakozott az 1900-ban P. Villard által felfedezett gamma-sugárzás.) Montreali működése alatt felismerte, hogy a tanítványával R. B. Owensszel 1900-ban közösen megtalált tórium-emanáció (a radon egyik izotópja) sugárzása az idővel exponenciálisan csökken. (Erről az összefüggésről több tudós később kimutatta, hogy minden radioaktív anyagra általánosan érvényes.) 1902-ben F. SODDY- val közösen megalkotta a nagy visszhangot keltő "radioaktív bomlási elméletet", amely szerint az elemek radioaktív sugárzás közben más kémiai elemekké "bomlanak", ezek ismét átalakulnak, s így radioaktív bomlássorok jönnek létre. A folyamat közben mindig szabadulnak föl alfa- vagy béta-részek. Az egyes elemekre jellemző a felezési idő, amely alatt az elem bármely mennyisége felére bomlik. Elméletük igazolására vizsgálta az alfa-részek viselkedését elektromos és mágneses térben, megmérte sebességüket. I-I. Geiger számlálót szerkesztett számára, amellyel sikerült azokat egyenként megszámlálnia. 1909-ben bebizonyította, hogy e részecskék elektronfelvétellel héliumatommá alakulnak, tehát héliumionok (pontosabban: héliumatommagok). Ezzel igazolta W. RAMSAY-nek és F. SODDY-nak azt az állítását, hogy a rádium átalakulásakor hélium keletkezik. Majd az alfa-részek fémfóliákon való szóródását tanulmányozta. Észleletei szerint legnagyobb részük minimális szögeltéréssel haladt keresztül a fólián, kis hányaduk azonban visszaverődött, és az eredeti irányra merőlegesen vagy azzal ellentétesen mozgott. A tapasztalt jelenségek vezették el 1911-ben az atommag felfedezéséhez és a Rutherford-féle atommodell felállításához. Eszerint az atom a naprendszerhez hasonló: súlyos, csaknem teljes tömegét magába foglaló, pozitív töltésű magból. és körülötte különböző pályákon keringő, nagyon könnyű, negatív elektronokból áll. Az elektronok mozgásából származó centrifugális erő és a mag elektromos vonzóereje egyensúlyban van, továbbá az elektronok negatív össztöltése kiegyenlíti a mag pozitív töltését. Az atom szerkezete tehát nagyon hézagos, ezért haladhat át a legtöbb alfa-rész kis eltéréssel a fémfóliát alkotó atomok elektronjai közti, viszonylag nagy téren. A mag pozitív töltése azonban taszítja a hozzá közelítő azonos töltésű alfa-részt, így az erősen eltér. (Ezt az atommodellt hiányosságai miatt később többen tökéletesítették.) Kiszámította, hogy az atommag töltéseinek száma megegyezik az atomsúly felével. Az első világháború alatt lehallgató készüléket szerkesztett a német tengeralattjárók felismerésére. 1919-ben a világon elsőként észlelt magátalakulást. Nitrogénmagot bombázott alfa-részekkel. A Wilson-kamra felvételeken azok a pályanyomok, ahol az alfa-rész nitrogénmagba ütközött, egy rövid, vastag és egy hosszú, vékony ágra bomlottak. A vizsgálatok kimutatták, hogy a reakció terméke oxigén-17 (vastag ág) és proton (vékony ág). A következő években több más elem atommagját is sikerült átalakítania.
Eredményeit a Philosoplrical Magazine c. fotyóiratban közölte. Nem tartotta valószínűnek, hogy a magenergia a gyakorlatban hasznosítható. 1933-tól az angol akadémiai segélybizottság elnökeként sokat fáradozott a Németországból emigrált tudósok megsegítésén.