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BIOGRAFÍAS DE GRANDES CIENTÍFICOS
Ernest Rutherford. biografia de un cientifico
Directorio / Biografías de grandes científicos.
Ernest Rutherford nació el 30 de agosto de 1871 cerca de la ciudad de Nelson (Nueva Zelanda) en la familia de un migrante de Escocia. Ernest fue el cuarto de doce hijos. Su madre trabajaba como maestra rural. El padre del futuro científico organizó una empresa de carpintería. Bajo la guía de su padre, el niño recibió una buena preparación para el trabajo en el taller, que posteriormente lo ayudó en el diseño y construcción de equipos científicos. Después de graduarse de la escuela en Havelock, donde vivía la familia en ese momento, recibió una beca para continuar su educación en Nelson Provincial College, donde ingresó en 1887. Dos años más tarde, Ernest aprobó el examen en Canterbury College, una rama de la Universidad de Nueva Zelanda en Crichester. En la universidad, Rutherford estuvo muy influenciado por sus profesores: E. W. Bickerton, que enseñaba física y química, y J. H. H. Cook, matemático. Después de obtener una licenciatura en artes en 1892, Rutherford permaneció en Canterbury College y continuó sus estudios con una beca en matemáticas. Al año siguiente, se convirtió en maestro en artes, habiendo aprobado los exámenes de matemáticas y física con el mejor de todos. Su trabajo de maestría se refería a la detección de ondas de radio de alta frecuencia, cuya existencia se demostró hace unos diez años. Para estudiar este fenómeno, construyó un receptor de radio inalámbrico (unos años antes que Marconi) y con él recibía señales transmitidas por colegas desde una distancia de media milla. En 1894, su primer trabajo publicado, Magnetización del hierro por descargas de alta frecuencia, apareció en las Actas del Instituto Filosófico de Nueva Zelanda. En 1895, quedó vacante una beca para la educación científica, el primer candidato para esta beca fue rechazado por motivos familiares, el segundo candidato fue Rutherford. Al llegar a Inglaterra, Rutherford recibió una invitación de J. J. Thomson para trabajar en Cambridge en el laboratorio Cavendish. Así comenzó el camino científico de Rutherford. Thomson quedó profundamente impresionado por la investigación de Rutherford sobre las ondas de radio, y en 1896 propuso estudiar conjuntamente el efecto de los rayos X sobre las descargas eléctricas en los gases. En el mismo año aparece el trabajo conjunto de Thomson y Rutherford "Sobre el paso de la electricidad a través de gases sometidos a la acción de los rayos X". El último artículo de Rutherford, "El detector magnético de ondas eléctricas y algunas de sus aplicaciones", se publica el próximo año. Después de eso, concentra por completo sus esfuerzos en el estudio de una descarga de gas. En 1897 aparece su nuevo trabajo "Sobre la electrización de gases expuestos a rayos X, y sobre la absorción de rayos X por gases y vapores". Su colaboración fue coronada con resultados significativos, incluido el descubrimiento de Thomson del electrón, una partícula atómica que lleva una carga eléctrica negativa. Con base en su investigación, Thomson y Rutherford plantearon la hipótesis de que cuando los rayos X atraviesan un gas, destruyen los átomos de ese gas, liberando una cantidad igual de partículas cargadas positiva y negativamente. Llamaron a estas partículas iones. Después de este trabajo, Rutherford se dedicó al estudio de la estructura atómica. En 1898, Rutherford aceptó una cátedra en la Universidad McGill de Montreal, donde comenzó una serie de importantes experimentos relacionados con la emisión radiactiva del elemento uranio. Rutherford, durante sus muy laboriosos experimentos, se vio a menudo abrumado por un estado de ánimo abatido. Después de todo, con todos sus esfuerzos, no recibió fondos suficientes para construir los instrumentos necesarios. Rutherford construyó gran parte del equipo necesario para los experimentos con sus propias manos. Trabajó en Montreal durante mucho tiempo, siete años. La excepción fue 1900, cuando, durante un breve viaje a Nueva Zelanda, Rutherford se casó con Mary Newton. Más tarde tuvieron una hija. En Canadá hizo descubrimientos fundamentales: descubrió la emanación de torio y desentrañó la naturaleza de la llamada radiactividad inducida; junto con Soddy, descubrió la descomposición radiactiva y su ley. Aquí escribió el libro "Radiactividad". En su obra clásica, Rutherford y Soddy abordaron la cuestión fundamental de la energía de las transformaciones radiactivas. Calculando la energía de las partículas alfa emitidas por el radio, concluyen que "la energía de las transformaciones radiactivas es al menos 20 veces, y quizás un millón de veces, la energía de cualquier transformación molecular". Rutherford y Soddy concluyeron que "la energía, escondida en el átomo, es muchas veces mayor que la energía liberada durante la transformación química habitual. Esta enorme energía, en su opinión, debería tenerse en cuenta "a la hora de explicar los fenómenos de la física espacial". En particular, la constancia de la energía solar puede explicarse por el hecho de que "se están produciendo procesos de transformación subatómica en el Sol". Es imposible no asombrarse ante la previsión de los autores, que ya en 1903 vieron el papel cósmico de la energía nuclear. Este año fue el año del descubrimiento de esta nueva forma de energía, de la que Rutherford y Soddy hablaron con tanta certeza, llamándola energía intraatómica. El alcance del trabajo científico de Rutherford en Montreal es enorme, publicó 66 artículos, tanto personalmente como en conjunto con otros científicos, sin contar el libro "Radioactividad", que le dio fama a Rutherford como un investigador de primer nivel. Recibe una invitación para ocupar la presidencia en Manchester. El 24 de mayo de 1907, Rutherford regresó a Europa. Comenzaba una nueva etapa de su vida. En Manchester, Rutherford lanzó una vigorosa actividad que atrajo a jóvenes científicos de todo el mundo. Uno de sus colaboradores activos fue el físico alemán Hans Geiger, creador del primer contador de partículas elementales (contador Geiger). E. Marsden, K. Fajans, G. Moseley, G. Hevesy y otros físicos y químicos trabajaron con Rutherford en Manchester. Niels Bohr, que llegó a Manchester en 1912, recordó más tarde este período: "En ese momento, un gran número de jóvenes físicos de diferentes países del mundo se agruparon en torno a Rutherford, atraídos por su extraordinario talento como físico y sus raras habilidades como organizador de un equipo científico". En 1908, Rutherford recibió el Premio Nobel de Química "por su investigación sobre la descomposición de los elementos en la química de las sustancias radiactivas". En su discurso de apertura en nombre de la Real Academia Sueca de Ciencias, K. B. Hasselberg señaló la conexión entre el trabajo realizado por Rutherford y el trabajo de Thomson, Henri Becquerel, Pierre y Marie Curie. "Los descubrimientos llevaron a una conclusión sorprendente: un elemento químico... es capaz de transformarse en otros elementos", dijo Hasselberg. En su discurso del Nobel, Rutherford señaló: "Hay muchas razones para creer que las partículas alfa, que se emiten tan libremente desde la mayoría de las sustancias radiactivas, son idénticas en masa y composición y deben consistir en núcleos de átomos de helio. Nosotros, por lo tanto, no puede dejar de llegar a la conclusión de que los átomos de los elementos radiactivos básicos, como el uranio y el torio, deben construirse, al menos en parte, a partir de átomos de helio". Después de recibir el Premio Nobel, Rutherford comenzó a estudiar el fenómeno que se observaba cuando se bombardeaba una placa de fina lámina de oro con partículas alfa emitidas por un elemento tan radiactivo como el uranio. Resultó que con la ayuda del ángulo de reflexión de las partículas alfa es posible estudiar la estructura de los elementos estables que componen la placa. De acuerdo con las ideas entonces aceptadas, el modelo del átomo era como un pudín con pasas: las cargas positivas y negativas estaban distribuidas uniformemente dentro del átomo y, por lo tanto, no podían cambiar significativamente la dirección del movimiento de las partículas alfa. Rutherford, sin embargo, notó que ciertas partículas alfa se desviaban de la dirección esperada mucho más de lo permitido por la teoría. Trabajando con Ernest Marsden, un estudiante de la Universidad de Manchester, el científico confirmó que una cantidad bastante grande de partículas alfa se desvían más de lo esperado, algunas a más de 90 grados. Reflexionando sobre este fenómeno. Rutherford propuso un nuevo modelo del átomo en 1911. Según su teoría, que se ha vuelto generalmente aceptada hoy en día, las partículas cargadas positivamente se concentran en el centro pesado del átomo, y las partículas cargadas negativamente (electrones) están en órbita alrededor del núcleo, a una distancia bastante grande de él. Este modelo, como el diminuto modelo del sistema solar, implica que los átomos están formados principalmente por espacio vacío. El reconocimiento generalizado de la teoría de Rutherford comenzó cuando el físico danés Niels Bohr se unió al trabajo del científico en la Universidad de Manchester. Bohr demostró que las conocidas propiedades físicas del átomo de hidrógeno, así como las de los átomos de varios elementos más pesados, podían explicarse en términos de la estructura propuesta por Rutherford. El fructífero trabajo del grupo de Rutherford en Manchester fue interrumpido por la Primera Guerra Mundial. La guerra dispersó al equipo amistoso en diferentes países en guerra entre sí. Moseley, que acababa de hacer famoso su nombre con un gran descubrimiento en la espectroscopia de rayos X, fue asesinado, Chadwick languideció en el cautiverio alemán. El gobierno británico nombró a Rutherford miembro del "Estado Mayor de Invenciones e Investigación del Almirante", una organización creada para encontrar medios para combatir los submarinos enemigos. En el laboratorio de Rutherford, por lo tanto, comenzaron los estudios sobre la propagación del sonido bajo el agua con el fin de proporcionar una justificación teórica para determinar la ubicación de los submarinos. Solo al final de la guerra, el científico pudo reanudar su investigación, pero en un lugar diferente. Después de la guerra, volvió al laboratorio de Manchester y en 1919 hizo otro descubrimiento fundamental. Rutherford logró realizar artificialmente la primera reacción de transformación de los átomos. Bombardeando átomos de nitrógeno con partículas alfa. Rutherford descubrió que los átomos de oxígeno se forman en este proceso. Esta nueva observación fue otra prueba de la capacidad de transformación de los átomos. En este caso, en este caso, se libera un protón del núcleo del átomo de nitrógeno, una partícula que lleva una unidad de carga positiva. Como resultado de las investigaciones realizadas por Rutherford, el interés de los especialistas en física atómica por la naturaleza del núcleo atómico ha aumentado considerablemente. En 1919 Rutherford se trasladó a la Universidad de Cambridge, sucediendo a Thomson como profesor de física experimental y director del Laboratorio Cavendish, y en 1921 asumió el cargo de profesor de ciencias naturales en la Royal Institution de Londres. En 1925, el científico recibió la Orden del Mérito Británica. En 1930, Rutherford fue nombrado presidente de la junta asesora del gobierno de la Oficina de Investigación Científica e Industrial. En 1931, recibió el título de Lord y se convirtió en miembro de la Cámara de los Lores del Parlamento inglés. Rutherford se esforzó por garantizar que el enfoque científico para el cumplimiento de todas las tareas que se le encomendaron contribuyera a la multiplicación de la gloria de su patria. Constantemente y con gran éxito demostró en organismos autorizados la necesidad de un apoyo estatal integral para el trabajo científico y de investigación. En el apogeo de su carrera, el científico atrajo a muchos jóvenes físicos talentosos para trabajar en su laboratorio en Cambridge, incluidos P. M. Blackett, John Cockcroft, James Chadwick y Ernest Walton. El científico soviético Kapitsa también visitó este laboratorio. En una de las cartas, Kapitsa llama a Rutherford el Cocodrilo. El caso es que Rutherford tenía una voz fuerte y no sabía cómo manejarla. La poderosa voz del maestro, que se encontró con alguien en el pasillo, advirtió a los que estaban en los laboratorios de su acercamiento, y los empleados tuvieron tiempo de "ordenar sus pensamientos". En "Memorias del profesor Rutherford", Kapitsa escribió: "Era bastante denso en apariencia, más alto que el promedio, sus ojos eran azules, siempre muy alegre, su rostro era muy expresivo. Era móvil, su voz era fuerte, no sabía cómo modularlo bien”, todos lo sabían, y por la entonación se podía juzgar si el profesor estaba o no en el ánimo. En toda su manera de comunicarse con la gente, su sinceridad y espontaneidad se notaba de inmediato desde la primera palabra. Sus respuestas siempre fueron cortas, claras y precisas, cuando "Algo le decían, él reaccionaba de inmediato, fuera lo que fuera. Cualquier problema se podía discutir con él, inmediatamente comenzaba a hablar de ello de buena gana". Aunque esto dejó al propio Rutherford con menos tiempo para el trabajo de investigación activo, su profundo interés en la investigación en curso y su claro liderazgo ayudaron a mantener un alto nivel de trabajo realizado en su laboratorio. Rutherford tuvo la capacidad de identificar los problemas más importantes de su ciencia, convirtiendo en objeto de investigación las relaciones aún desconocidas en la naturaleza. Junto con su inherente don de previsión como teórico, Rutherford tenía una vena práctica. Fue gracias a ella que siempre fue preciso al explicar los fenómenos observados, sin importar cuán inusuales puedan parecer a primera vista. Los estudiantes y colegas recordaron al científico como una persona agradable y amable. Admiraron su extraordinaria forma creativa de pensar, recordando cómo decía alegremente antes del inicio de cada nuevo estudio: "Espero que este sea un tema importante, porque todavía hay tantas cosas que no sabemos". Preocupado por las políticas seguidas por el gobierno nazi de Adolf Hitler, Rutherford en 1933 se convirtió en presidente del Consejo de Ayuda Académica, que se creó para ayudar a los que huían de Alemania. Casi al final de su vida, se distinguió por su buena salud y murió en Cambridge el 19 de octubre de 1937, tras una breve enfermedad. En reconocimiento a los logros destacados en el desarrollo de la ciencia, el científico fue enterrado en la Abadía de Westminster. Autor: Samin D.K.
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