Эрнест Резерфорд: отец ядерной физики

30 августа 1871 года родился Эрнест Резерфорд — британский учёный, создатель планетарной модели атома.

Он был четвертым из двенадцати детей, родившихся в семье небогатого фермера из Новой Зеландии, и высшее образование далось ему нелегко.

Еще в детские годы Эрнест страстно хотел стать физиком, исследователем природных тайн. Будущий ученый мечтал уехать в Англию, в Кембриджский университет, где работал знаменитый английский физик Джозеф Джон Томсон, один из тех, кто добыл человечеству сведения об электроне и электронных явлениях.

В 1895 г. мечта Резерфорда осуществилась. Три года работы под руководством Томсона — и 27-летнего Резерфорда приглашают в Канаду руководить кафедрой физики Монреальского университета.

10 лет работы в Монреале были необычайно плодотворны для Резерфорда. Уже в это время он стал признанным главой физиков, исследующих явление радиоактивного распада атомов самых тяжелых элементов. Рядом с ним стояло имя только Марии Кюри.

Резерфорд первым установил сложный состав радиоактивных излучений, испускаемых ураном, и отделил друг от друга лучи, которые он назвал по начальным буквам греческого алфавита альфа- и бета-лучами. Серией блестящих экспериментов он доказал, что альфа-лучи химически тождественны с атомами лесного элемента гелия. В 1902 г. совместно со своим учеником Ф. Содди Резерфорд разработал теорию радиоактивного распада, объяснившую сложный механизм взаимных химических превращений, сопровождающих это явление. Эта теория окончательно похоронила прежние представления о вечных и неизменных атомах. Оказалось, что два самых тяжелых элемента — уран и торий — неустойчивы; их атомы со временем превращаются в атомы других, более легких радиоактивных элементов (полония, радия, радона), пока не станут атомами свинца, лишенного радиоактивных свойств. В ходе этих превращений выделяется необычайно большое количество энергии, которую теперь называют атомной.

В 1907 г. Резерфорд вернулся в Англию, став профессором Манчестерского университета. А в 1919 г. он был избран директором кавендишской лаборатории Кембриджского университета, той самой, где когда-то учился у Дж. Дж. Томсона.

Научное наследие Резерфорда необычайно богато открытиями. Остановимся на двух выдающихся достижениях его гения.

Создав остроумные методы наблюдения и регистрации невидимых глазом альфа-частиц, Резерфорд начал изучать, как эти частицы пронизывают тонкие пленки из различных материалов. В этих исследованиях он получил неопровержимые доказательства сложной природы атомов, показал, что в каждом атоме скрыто ядро, ничтожное по размерам, но заключающее в себе почти всю массу атома. Современными представлениями о строении атомов мы прежде всего обязаны Резерфорду.

Сотни лет алхимики безуспешно пытались найти способ получения золота из других химических элементов. Открытие радиоактивности, казалось бы, наконец-то подтвердило их надежды. Сама природа превращает уран в радий, радон и другие элементы. Но такие превращения случаются только с радиоактивными веществами. А золото к ним не принадлежит.

В 1919 г. Резерфорд произвел чудо в своей лаборатории. Обстреливая атомы азота альфа-частицами, он сумел превратить азот в кислород. С этого момента человек стал властелином химической природы вещества. Правда, такие превращения требуют огромных затрат энергии. Золото, добытое этим путем, во много раз дороже природного. Но Резерфорда мало волновали мечты алхимиков. Ведь он нашел ключ к превращениям любых элементов. И к первой искусственной ядерной реакции, вспыхнувшей ярким пятном на экране его прибора, вскоре прибавились десятки новых. Теперь же их считают тысячами.