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BIOGRAFIAS DE GRANDES CIENTISTAS
Ernest Rutherford. Biografia de um cientista
Diretório / Biografias de grandes cientistas
Ernest Rutherford nasceu em 30 de agosto de 1871 perto da cidade de Nelson (Nova Zelândia) na família de um migrante da Escócia. Ernest era o quarto de doze filhos. Sua mãe trabalhava como professora rural. O pai do futuro cientista organizou uma empresa de marcenaria. Sob a orientação de seu pai, o menino recebeu boa formação para o trabalho na oficina, que posteriormente o ajudou no projeto e construção de equipamentos científicos. Depois de se formar na escola em Havelock, onde a família morava na época, ele recebeu uma bolsa para continuar seus estudos no Nelson Provincial College, onde ingressou em 1887. Dois anos depois, Ernest passou no exame no Canterbury College, uma filial da Universidade da Nova Zelândia em Crichester. Na faculdade, Rutherford foi muito influenciado por seus professores: E. W. Bickerton, que ensinava física e química, e J. H. H. Cook, um matemático. Depois de receber o título de Bacharel em Artes em 1892, Rutherford permaneceu no Canterbury College e continuou seus estudos com uma bolsa de estudos em matemática. No ano seguinte, tornou-se mestre em artes, tendo passado nos exames de matemática e física com o melhor de todos. Seu trabalho de mestrado dizia respeito à detecção de ondas de rádio de alta frequência, cuja existência foi comprovada há cerca de dez anos. Para estudar esse fenômeno, ele construiu um receptor de rádio sem fio (poucos anos antes de Marconi) e com ele recebeu sinais transmitidos por colegas a uma distância de meia milha. Em 1894, seu primeiro trabalho publicado, Magnetization of Iron by High-Frequency Discharges, apareceu no New Zealand Philosophical Institute Proceedings. Em 1895, uma bolsa para educação científica ficou vaga, o primeiro candidato a esta bolsa foi recusado por motivos familiares, o segundo candidato foi Rutherford. Chegando à Inglaterra, Rutherford recebeu um convite de J. J. Thomson para trabalhar em Cambridge no laboratório Cavendish. Assim começou o caminho científico de Rutherford. Thomson ficou profundamente impressionado com a pesquisa de Rutherford sobre ondas de rádio e, em 1896, propôs estudar em conjunto o efeito dos raios X em descargas elétricas em gases. No mesmo ano, aparece o trabalho conjunto de Thomson e Rutherford "Sobre a passagem da eletricidade através de gases submetidos à ação dos raios X". O artigo final de Rutherford "The Magnetic Detector of Electric Waves and Some of Its Applications" será publicado no próximo ano. Depois disso, ele concentra completamente seus esforços no estudo de uma descarga de gás. Em 1897, aparece seu novo trabalho "Sobre a eletrização de gases expostos a raios X e a absorção de raios X por gases e vapores". Sua colaboração foi coroada com resultados significativos, incluindo a descoberta do elétron por Thomson, uma partícula atômica que carrega uma carga elétrica negativa. Com base em suas pesquisas, Thomson e Rutherford levantaram a hipótese de que, quando os raios X passam por um gás, eles destroem os átomos desse gás, liberando um número igual de partículas carregadas positiva e negativamente. Eles chamaram essas partículas de íons. Após este trabalho, Rutherford assumiu o estudo da estrutura atômica. Em 1898 Rutherford aceitou uma cátedra na Universidade McGill em Montreal, onde iniciou uma série de experimentos importantes sobre a emissão radioativa do elemento urânio. Rutherford, durante seus experimentos muito laboriosos, muitas vezes era dominado por um estado de espírito abatido. Afinal, com todos os seus esforços, ele não recebeu recursos suficientes para construir os instrumentos necessários. Rutherford construiu grande parte do equipamento necessário para os experimentos com suas próprias mãos. Ele trabalhou em Montreal por muito tempo - sete anos. A exceção foi 1900, quando, durante uma breve viagem à Nova Zelândia, Rutherford casou-se com Mary Newton. Mais tarde, eles tiveram uma filha. No Canadá, fez descobertas fundamentais: descobriu a emanação do tório e desvendou a natureza da chamada radioatividade induzida; junto com Soddy, ele descobriu o decaimento radioativo e sua lei. Aqui ele escreveu o livro "Radioatividade". Em seu trabalho clássico, Rutherford e Soddy abordaram a questão fundamental da energia das transformações radioativas. Calculando a energia das partículas alfa emitidas pelo rádio, eles concluem que "a energia das transformações radioativas é pelo menos 20 vezes, e talvez um milhão de vezes maior do que a energia de qualquer transformação molecular". no átomo, é muitas vezes maior do que a energia liberada durante a transformação química usual. Essa enorme energia, na opinião deles, deve ser levada em conta “ao explicar os fenômenos da física espacial”. Em particular, a constância da energia solar pode ser explicada pelo fato de que "processos de transformação subatômica estão ocorrendo no Sol". É impossível não se surpreender com a previsão dos autores, que já em 1903 viram o papel cósmico da energia nuclear. Este ano foi o ano da descoberta desta nova forma de energia, sobre a qual Rutherford e Soddy falaram com tanta certeza, chamando-a de energia intra-atômica. A abrangência do trabalho científico de Rutherford em Montreal é enorme, ele publicou 66 artigos, tanto pessoalmente quanto em conjunto com outros cientistas, sem contar o livro "Radioatividade", que trouxe fama a Rutherford como pesquisador de primeira classe. Ele recebe um convite para assumir a cadeira em Manchester. Em 24 de maio de 1907, Rutherford retornou à Europa. Um novo período de sua vida começou. Em Manchester, Rutherford lançou uma atividade vigorosa, atraindo jovens cientistas de todo o mundo. Um de seus colaboradores ativos foi o físico alemão Hans Geiger, o criador do primeiro contador de partículas elementares (contador Geiger). E. Marsden, K. Fajans, G. Moseley, G. Hevesy e outros físicos e químicos trabalharam com Rutherford em Manchester. Niels Bohr, que chegou a Manchester em 1912, relembrou mais tarde este período: "Naquela época, um grande número de jovens físicos de diferentes países do mundo estavam agrupados em torno de Rutherford, atraídos por seu extraordinário talento como físico e habilidades raras como organizador de uma equipe científica." Em 1908, Rutherford recebeu o Prêmio Nobel de Química "por sua pesquisa sobre o decaimento de elementos na química de substâncias radioativas". Em seu discurso de abertura em nome da Real Academia Sueca de Ciências, K. B. Hasselberg destacou a conexão entre o trabalho realizado por Rutherford e o trabalho de Thomson, Henri Becquerel, Pierre e Marie Curie. "As descobertas levaram a uma conclusão surpreendente: um elemento químico... é capaz de se transformar em outros elementos", disse Hasselberg. Em sua palestra do Nobel, Rutherford observou: "Há todas as razões para acreditar que as partículas alfa, que são emitidas tão livremente pela maioria das substâncias radioativas, são idênticas em massa e composição e devem consistir em núcleos de átomos de hélio. não pode deixar de chegar à conclusão de que os átomos dos elementos radioativos básicos, como urânio e tório, devem ser construídos, pelo menos em parte, a partir de átomos de hélio." Depois de receber o Prêmio Nobel, Rutherford começou a estudar o fenômeno observado quando uma placa de fina folha de ouro foi bombardeada com partículas alfa emitidas por um elemento radioativo como o urânio. Descobriu-se que, com a ajuda do ângulo de reflexão das partículas alfa, é possível estudar a estrutura dos elementos estáveis que compõem a placa. De acordo com as ideias então aceitas, o modelo do átomo era como um pudim com passas: cargas positivas e negativas estavam distribuídas uniformemente dentro do átomo e, portanto, não podiam mudar significativamente a direção do movimento das partículas alfa. Rutherford, no entanto, notou que certas partículas alfa se desviavam da direção esperada em uma extensão muito maior do que o permitido pela teoria. Trabalhando com Ernest Marsden, um estudante da Universidade de Manchester, o cientista confirmou que um número bastante grande de partículas alfa são desviados mais do que o esperado, alguns a mais de 90 graus. Refletindo sobre esse fenômeno. Rutherford propôs um novo modelo do átomo em 1911. De acordo com sua teoria, que se tornou geralmente aceita hoje, partículas carregadas positivamente estão concentradas no centro pesado do átomo, e partículas carregadas negativamente (elétrons) estão em órbita do núcleo, a uma distância bastante grande dele. Esse modelo, como o minúsculo modelo do sistema solar, implica que os átomos são compostos principalmente de espaço vazio. O amplo reconhecimento da teoria de Rutherford começou quando o físico dinamarquês Niels Bohr se juntou ao trabalho do cientista na Universidade de Manchester. Bohr mostrou que as propriedades físicas bem conhecidas do átomo de hidrogênio, assim como os átomos de vários elementos mais pesados, poderiam ser explicadas em termos da estrutura proposta por Rutherford. O frutífero trabalho do grupo Rutherford em Manchester foi interrompido pela Primeira Guerra Mundial. A guerra espalhou a equipe amigável por diferentes países em guerra entre si. Moseley, que acabara de tornar seu nome famoso com uma grande descoberta na espectroscopia de raios X, foi morto, Chadwick definhou em cativeiro alemão. O governo britânico nomeou Rutherford como membro da "Equipe de Invenções e Pesquisa do Almirante" - uma organização criada para encontrar meios de combater submarinos inimigos. No laboratório de Rutherford, portanto, começaram os estudos sobre a propagação do som debaixo d'água para fornecer uma justificativa teórica para determinar a localização dos submarinos. Somente no final da guerra, o cientista conseguiu retomar suas pesquisas, mas em um lugar diferente. Após a guerra, ele retornou ao laboratório de Manchester e em 1919 fez outra descoberta fundamental. Rutherford conseguiu realizar artificialmente a primeira reação de transformação de átomos. Ao bombardear átomos de nitrogênio com partículas alfa. Rutherford descobriu que isso produzia átomos de oxigênio. Essa nova observação foi mais uma prova da capacidade de transformação dos átomos. Neste caso, neste caso, um próton é liberado do núcleo do átomo de nitrogênio - uma partícula que carrega uma unidade de carga positiva. Como resultado das pesquisas realizadas por Rutherford, o interesse dos especialistas em física atômica pela natureza do núcleo atômico aumentou acentuadamente. Em 1919 Rutherford mudou-se para a Universidade de Cambridge, sucedendo Thomson como professor de física experimental e diretor do Laboratório Cavendish, e em 1921 assumiu o cargo de professor de ciências naturais na Royal Institution em Londres. Em 1925, o cientista foi premiado com a Ordem do Mérito Britânica. Em 1930, Rutherford foi nomeado presidente do conselho consultivo do governo para o Escritório de Pesquisa Científica e Industrial. Em 1931, ele recebeu o título de Lorde e tornou-se membro da Câmara dos Lordes do Parlamento Inglês. Rutherford se esforçou para que a abordagem científica ao cumprimento de todas as tarefas que lhe foram confiadas contribuísse para a multiplicação da glória de sua pátria. Constantemente e com grande sucesso provou em órgãos de autoridade a necessidade de apoio total do estado para a ciência e o trabalho de pesquisa. No auge de sua carreira, o cientista atraiu muitos jovens físicos talentosos para trabalhar em seu laboratório em Cambridge, incluindo P. M. Blackett, John Cockcroft, James Chadwick e Ernest Walton. O cientista soviético Kapitsa também visitou este laboratório. Em uma das cartas, Kapitsa chama Rutherford de Crocodilo. O fato é que Rutherford tinha uma voz alta e não sabia manejá-la. A voz poderosa do mestre, que encontrou alguém no corredor, avisou os que estavam nos laboratórios de sua aproximação, e os funcionários tiveram tempo de "reunir seus pensamentos". Em "Memoirs of Professor Rutherford", Kapitsa escreveu: "Ele era bastante denso na aparência, mais alto que a média, seus olhos eram azuis, sempre muito alegres, seu rosto era muito expressivo. Ele era móvel, sua voz era alta, ele não sei modular bem", todos sabiam, e pela entonação era possível julgar se o professor estava no espírito ou não. Em toda a sua forma de se comunicar com as pessoas, sua sinceridade e espontaneidade foram imediatamente evidentes Suas respostas eram sempre curtas, claras e precisas. Quando ele "algo era dito, ele reagia imediatamente, qualquer que fosse. Você poderia discutir qualquer problema com ele - ele imediatamente começou a falar sobre isso de bom grado." Embora isso tenha deixado o próprio Rutherford com menos tempo para o trabalho de pesquisa ativo, seu profundo interesse em pesquisas em andamento e liderança clara ajudaram a manter um alto nível de trabalho realizado em seu laboratório. Rutherford teve a capacidade de identificar os problemas mais importantes de sua ciência, tornando objeto de pesquisas ainda desconhecidas as relações na natureza. Junto com seu dom inerente de previsão como teórico, Rutherford tinha uma veia prática. Foi graças a ela que ele sempre foi preciso ao explicar os fenômenos observados, por mais inusitados que possam parecer à primeira vista. Alunos e colegas se lembravam do cientista como uma pessoa legal e gentil. Eles admiraram sua extraordinária maneira criativa de pensar, lembrando como ele disse alegremente antes do início de cada novo estudo: "Espero que este seja um tópico importante, porque ainda há muitas coisas que não sabemos". Preocupado com as políticas seguidas pelo governo nazista de Adolf Hitler, Rutherford em 1933 tornou-se presidente do Academic Relief Council, que foi criado para ajudar aqueles que fugiram da Alemanha. Quase no fim de sua vida, ele se distinguiu pela boa saúde e morreu em Cambridge em 19 de outubro de 1937, após uma curta doença. Em reconhecimento às realizações notáveis no desenvolvimento da ciência, o cientista foi enterrado na Abadia de Westminster. Autor: Samin D. K.
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