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BIOGRAFIE DI GRANDI SCIENZIATI
Ernest Rutherford. Biografia di uno scienziato
Elenco / Biografie di grandi scienziati
Ernest Rutherford nasce il 30 agosto 1871 vicino alla città di Nelson (Nuova Zelanda) nella famiglia di un migrante scozzese. Ernest era il quarto di dodici figli. Sua madre lavorava come insegnante rurale. Il padre del futuro scienziato organizzò un'impresa di lavorazione del legno. Sotto la guida di suo padre, il ragazzo ricevette una buona formazione per il lavoro in officina, che in seguito lo aiutò nella progettazione e costruzione di attrezzature scientifiche. Dopo essersi diplomato alla scuola di Havelock, dove la famiglia viveva a quel tempo, ricevette una borsa di studio per continuare la sua formazione al Nelson Provincial College, dove entrò nel 1887. Due anni dopo, Ernest ha superato l'esame al Canterbury College, una filiale dell'Università della Nuova Zelanda a Crichester. Al college, Rutherford fu fortemente influenzato dai suoi insegnanti: EW Bickerton, che insegnava fisica e chimica, e JHH Cook, un matematico. Dopo aver conseguito un Bachelor of Arts nel 1892, Rutherford rimase al Canterbury College e continuò i suoi studi con una borsa di studio in matematica. L'anno successivo divenne maestro d'arte, dopo aver superato gli esami di matematica e fisica con il meglio di tutti. Il lavoro del suo maestro riguardava il rilevamento di onde radio ad alta frequenza, la cui esistenza è stata dimostrata circa dieci anni fa. Per studiare questo fenomeno costruì un ricevitore radio wireless (qualche anno prima di Marconi) e con esso riceveva i segnali trasmessi dai colleghi da una distanza di mezzo miglio. Nel 1894, la sua prima opera pubblicata, Magnetization of Iron by High-Frequency Discharges, apparve negli Atti del New Zealand Philosophical Institute. Nel 1895 una borsa di studio per l'educazione scientifica era vacante, il primo candidato per questa borsa di studio rifiutato per motivi familiari, il secondo candidato era Rutherford. Arrivato in Inghilterra, Rutherford ricevette un invito da JJ Thomson a lavorare a Cambridge nel laboratorio Cavendish. Iniziò così il percorso scientifico di Rutherford. Thomson fu profondamente colpito dalla ricerca di Rutherford sulle onde radio e nel 1896 propose di studiare insieme l'effetto dei raggi X sulle scariche elettriche nei gas. Nello stesso anno appare il lavoro congiunto di Thomson e Rutherford "Sul passaggio dell'elettricità attraverso i gas sottoposti all'azione dei raggi X". Il documento finale di Rutherford "The Magnetic Detector of Electric Waves and Some of its Applications" verrà pubblicato il prossimo anno. Dopodiché, concentra completamente i suoi sforzi sullo studio di una scarica di gas. Nel 1897 appare il suo nuovo lavoro "Sull'elettrizzazione dei gas esposti ai raggi X e sull'assorbimento dei raggi X da parte di gas e vapori". La loro collaborazione è stata coronata da risultati significativi, tra cui la scoperta da parte di Thomson dell'elettrone, una particella atomica che trasporta una carica elettrica negativa. Sulla base della loro ricerca, Thomson e Rutherford hanno ipotizzato che quando i raggi X passano attraverso un gas, distruggono gli atomi di quel gas, rilasciando un numero uguale di particelle cariche positivamente e negativamente. Queste particelle le chiamavano ioni. Dopo questo lavoro, Rutherford iniziò lo studio della struttura atomica. Nel 1898 Rutherford accettò una cattedra alla McGill University di Montreal, dove iniziò una serie di importanti esperimenti riguardanti l'emissione radioattiva dell'elemento uranio. Rutherford, durante i suoi esperimenti molto laboriosi, era spesso sopraffatto da uno stato d'animo abbattuto. Dopotutto, con tutti i suoi sforzi, non ha ricevuto fondi sufficienti per costruire gli strumenti necessari. Rutherford ha costruito gran parte dell'attrezzatura necessaria per gli esperimenti con le sue stesse mani. Ha lavorato a Montreal per un periodo piuttosto lungo - sette anni. L'eccezione fu il 1900, quando, durante un breve viaggio in Nuova Zelanda, Rutherford sposò Mary Newton. In seguito hanno avuto una figlia. In Canada fece scoperte fondamentali: scoprì l'emanazione del torio e svelò la natura della cosiddetta radioattività indotta; insieme a Soddy, scoprì il decadimento radioattivo e la sua legge. Qui ha scritto il libro "Radioattività". Nel loro lavoro classico, Rutherford e Soddy hanno toccato la questione fondamentale dell'energia delle trasformazioni radioattive. Calcolando l'energia delle particelle alfa emesse dal radio, concludono che "l'energia delle trasformazioni radioattive è almeno 20 volte, e forse un milione di volte maggiore dell'energia di qualsiasi trasformazione molecolare". Rutherford e Soddy hanno concluso che "l'energia, nascosta nell'atomo, è molte volte maggiore dell'energia rilasciata durante la normale trasformazione chimica. Questa enorme energia, secondo loro, dovrebbe essere presa in considerazione "quando si spiegano i fenomeni della fisica spaziale". In particolare, la costanza dell'energia solare può essere spiegata dal fatto che "sul Sole stanno avvenendo processi di trasformazione subatomica". Impossibile non stupirsi della lungimiranza degli autori, che già nel 1903 videro il ruolo cosmico dell'energia nucleare. Quest'anno è stato l'anno della scoperta di questa nuova forma di energia, di cui Rutherford e Soddy hanno parlato con tanta certezza, chiamandola energia intra-atomica. La portata del lavoro scientifico di Rutherford a Montreal è enorme, ha pubblicato 66 articoli, sia personalmente che insieme ad altri scienziati, senza contare il libro "Radioactivity", che ha portato Rutherford alla fama di ricercatore di prim'ordine. Riceve un invito a prendere la cattedra a Manchester. Il 24 maggio 1907 Rutherford tornò in Europa. Iniziò un nuovo periodo della sua vita. A Manchester, Rutherford ha lanciato una vigorosa attività, attirando giovani scienziati da tutto il mondo. Uno dei suoi attivi collaboratori fu il fisico tedesco Hans Geiger, il creatore del primo contatore di particelle elementari (contatore Geiger). E. Marsden, K. Fajans, G. Moseley, G. Hevesy e altri fisici e chimici hanno lavorato con Rutherford a Manchester. Niels Bohr, giunto a Manchester nel 1912, ha poi ricordato questo periodo: "A quel tempo, un gran numero di giovani fisici provenienti da diversi paesi del mondo erano raggruppati intorno a Rutherford, attratti dal suo straordinario talento di fisico e dalle sue rare capacità di organizzatore di un gruppo scientifico". Nel 1908 Rutherford ricevette il Premio Nobel per la Chimica "per le sue ricerche sul decadimento degli elementi nella chimica delle sostanze radioattive". Nel suo discorso di apertura a nome della Royal Swedish Academy of Sciences, K. B. Hasselberg ha sottolineato il legame tra il lavoro svolto da Rutherford e il lavoro di Thomson, Henri Becquerel, Pierre e Marie Curie. "Le scoperte hanno portato a una conclusione sorprendente: un elemento chimico ... è in grado di trasformarsi in altri elementi", ha detto Hasselberg. Nella sua conferenza al Nobel, Rutherford ha osservato: "Ci sono tutte le ragioni per credere che le particelle alfa, che sono emesse così liberamente dalla maggior parte delle sostanze radioattive, siano identiche per massa e composizione e debbano essere costituite da nuclei di atomi di elio. Pertanto, non può che giungere alla conclusione che gli atomi degli elementi radioattivi di base, come l'uranio e il torio, devono essere costruiti, almeno in parte, da atomi di elio". Dopo aver ricevuto il premio Nobel, Rutherford iniziò a studiare il fenomeno osservato quando una lastra di sottile lamina d'oro veniva bombardata con particelle alfa emesse da un elemento radioattivo come l'uranio. Si è scoperto che con l'aiuto dell'angolo di riflessione delle particelle alfa è possibile studiare la struttura degli elementi stabili che compongono la piastra. Secondo le idee allora accettate, il modello dell'atomo era come un budino con l'uvetta: cariche positive e negative erano distribuite uniformemente all'interno dell'atomo e, quindi, non potevano cambiare significativamente la direzione del movimento delle particelle alfa. Rutherford, tuttavia, ha notato che alcune particelle alfa deviano dalla direzione prevista in misura molto maggiore di quanto consentito dalla teoria. Lavorando con Ernest Marsden, uno studente dell'Università di Manchester, lo scienziato ha confermato che un numero abbastanza elevato di particelle alfa viene deviato più del previsto, alcune a più di 90 gradi. Riflettere su questo fenomeno. Rutherford propose un nuovo modello dell'atomo nel 1911. Secondo la sua teoria, oggi generalmente accettata, le particelle caricate positivamente sono concentrate nel centro pesante dell'atomo e le particelle caricate negativamente (elettroni) sono in orbita del nucleo, a una distanza abbastanza grande da esso. Questo modello, come il minuscolo modello del sistema solare, implica che gli atomi siano costituiti principalmente da spazio vuoto. Il diffuso riconoscimento della teoria di Rutherford iniziò quando il fisico danese Niels Bohr si unì al lavoro dello scienziato presso l'Università di Manchester. Bohr ha mostrato che le ben note proprietà fisiche dell'atomo di idrogeno, così come gli atomi di diversi elementi più pesanti, potrebbero essere spiegate in termini di struttura proposta da Rutherford. Il fruttuoso lavoro del gruppo Rutherford a Manchester fu interrotto dalla prima guerra mondiale. La guerra ha disperso la squadra amichevole in diversi paesi in guerra tra loro. Moseley, che aveva appena reso famoso il suo nome con un'importante scoperta nella spettroscopia a raggi X, fu ucciso, Chadwick languiva in cattività tedesca. Il governo britannico ha nominato Rutherford membro dell'"Admiral's Staff of Inventions and Research" - un'organizzazione creata per trovare mezzi per combattere i sottomarini nemici. Nel laboratorio di Rutherford, quindi, iniziarono gli studi sulla propagazione del suono sott'acqua al fine di fornire una giustificazione teorica per determinare la posizione dei sottomarini. Solo alla fine della guerra lo scienziato poté riprendere le sue ricerche, ma in un luogo diverso. Dopo la guerra, tornò al laboratorio di Manchester e nel 1919 fece un'altra fondamentale scoperta. Rutherford è riuscito a realizzare artificialmente la prima reazione di trasformazione degli atomi. Bombardando gli atomi di azoto con particelle alfa. Rutherford ha scoperto che gli atomi di ossigeno si formano in questo processo. Questa nuova osservazione è stata un'altra prova della capacità degli atomi di trasformarsi. In questo caso, in questo caso, un protone viene rilasciato dal nucleo dell'atomo di azoto, una particella che trasporta una carica positiva unitaria. Come risultato della ricerca condotta da Rutherford, l'interesse degli specialisti di fisica atomica per la natura del nucleo atomico è notevolmente aumentato. Nel 1919 Rutherford si trasferì all'Università di Cambridge, succedendo a Thomson come professore di fisica sperimentale e direttore del Cavendish Laboratory, e nel 1921 assunse l'incarico di professore di scienze naturali presso la Royal Institution di Londra. Nel 1925, lo scienziato fu insignito dell'Ordine al merito britannico. Nel 1930, Rutherford fu nominato presidente del comitato consultivo del governo presso l'Office of Scientific and Industrial Research. Nel 1931 ricevette il titolo di Lord e divenne membro della Camera dei Lord del Parlamento inglese. Rutherford si sforzò di garantire che l'approccio scientifico all'adempimento di tutti i compiti affidatigli contribuisse alla moltiplicazione della gloria della sua patria. Ha costantemente e con grande successo ha dimostrato in organismi autorevoli la necessità di un sostegno statale a tutto tondo per il lavoro scientifico e di ricerca. Al culmine della sua carriera, lo scienziato attirò molti giovani fisici di talento a lavorare nel suo laboratorio a Cambridge, tra cui PM Blackett, John Cockcroft, James Chadwick ed Ernest Walton. Anche lo scienziato sovietico Kapitsa ha visitato questo laboratorio. In una delle lettere, Kapitsa chiama Rutherford il coccodrillo. Il fatto è che Rutherford aveva una voce forte e non sapeva come gestirla. La voce potente del maestro, che ha incontrato qualcuno nel corridoio, ha avvertito del suo avvicinamento coloro che erano nei laboratori, e gli impiegati hanno avuto il tempo di "raccogliere i loro pensieri". In "Memoirs of Professor Rutherford", Kapitsa scrisse: "Era piuttosto denso nell'aspetto, più alto della media, i suoi occhi erano azzurri, sempre molto allegro, il suo viso era molto espressivo. Era mobile, la sua voce era forte, non saperlo modulare bene", lo sapevano tutti, e dall'intonazione si poteva giudicare se il professore fosse nello spirito o meno. In tutto il suo modo di comunicare con le persone, la sua sincerità e spontaneità furono subito evidenti fin dal primo parola. Le sue risposte erano sempre brevi, chiare e precise. Quando lui "Qualcosa è stato detto, ha subito reagito, qualunque fosse. Si poteva discutere di qualsiasi problema con lui - ha cominciato subito a parlarne volentieri". Sebbene ciò abbia lasciato lo stesso Rutherford con meno tempo per il lavoro di ricerca attivo, il suo profondo interesse per la ricerca in corso e la chiara leadership hanno contribuito a mantenere un alto livello di lavoro svolto nel suo laboratorio. Rutherford ha avuto la capacità di identificare i problemi più importanti della sua scienza, facendo delle connessioni ancora sconosciute in natura oggetto di ricerca. Insieme al suo dono intrinseco di preveggenza come teorico, Rutherford aveva una vena pratica. È grazie a lei che è sempre stato preciso nello spiegare i fenomeni osservati, per quanto insoliti possano sembrare a prima vista. Studenti e colleghi hanno ricordato lo scienziato come una persona simpatica e gentile. Hanno ammirato il suo straordinario modo di pensare creativo, ricordando come diceva felicemente prima dell'inizio di ogni nuovo studio: "Spero che questo sia un argomento importante, perché ci sono ancora tante cose che non sappiamo". Preoccupato per le politiche perseguite dal governo nazista di Adolf Hitler, Rutherford nel 1933 divenne presidente dell'Academic Relief Council, istituito per assistere coloro che fuggirono dalla Germania. Quasi alla fine della sua vita, si distinse per la buona salute e morì a Cambridge il 19 ottobre 1937, dopo una breve malattia. In riconoscimento dei risultati eccezionali nello sviluppo della scienza, lo scienziato fu sepolto nell'Abbazia di Westminster. Autore: Samin D.K.
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