Ernest Rutherford

Ernest Rutherford

30. 8. 1871–19. 10. 1937

Novozélandsko-britský fyzik Ernest Rutherford, 1. baron Rutherford of Nelson, patří k největším experimentátorům 20. století. Bývá označován jako otec jaderné fyziky: rozlišil alfa a beta záření, objevil atomové jádro (1911), provedl první umělou jadernou přeměnu (1919) a pojmenoval proton. Za své práce o rozpadu prvků obdržel v roce 1908 Nobelovu cenu za chemii.

Život a začátky

Ernest Rutherford se narodil 30. srpna 1871 ve Brightwateru nedaleko Nelsonu na Novém Zélandu jako čtvrté z 12 dětí Jamese Rutherforda (zpracovatele lnu skotského původu) a Marthy Thompsonové (učitelky). Vzdělání získal nejprve v Nelson College a poté na Canterbury College v Christchurchi. V roce 1894 vyhrál prestižní stipendium 1851 Exhibition a odjel do Cambridge, kde se v Cavendishově laboratoři stal jedním z prvních zahraničních absolventů pracujících pod vedením J. J. Thomsona – objevitele elektronu.

Montreal: rozpad atomů (1898–1907)

V roce 1898 přijal Rutherford profesuru na McGillově univerzitě v Montrealu. V dobře vybavených laboratořích zde studoval čerstvě objevenou radioaktivitu a v roce 1899 publikoval rozlišení dvou druhů záření, které pojmenoval alfa a beta (spektrum později doplněné o gama záření objevené Paulem Villardem v roce 1900; název „gama" zavedl opět Rutherford v roce 1903). V roce 1899 spolu s R. B. Owensem objevil thoriovou emanaci – plynný isotop, který se později ukázal být radonem (přesněji thoronem, 220Rn).

Spolu s mladým chemikem Frederickem Soddym formuloval v letech 1902–1903 teorii radioaktivního rozpadu: radioaktivita je atomární jev, při kterém se jeden prvek samovolně mění v jiný. Tento koncept popíral dosud platné dogma o neměnnosti chemických prvků. 28. června 1900 se Rutherford v Christchurch oženil s Mary Georginou Newton; jejich jediná dcera Eileen se narodila v roce 1901. Za „výzkum rozpadu prvků a chemii radioaktivních substancí" obdržel v roce 1908 Nobelovu cenu za chemii.

Manchester: objev atomového jádra (1907–1919)

V roce 1907 přešel Rutherford do Manchesteru. Se svým asistentem Hansem Geigerem tu sestrojil přístroj na detekci jednotlivých alfa-částic, předchůdce Geigerova-Müllerova počítače. V letech 1908–1909 pak Geiger společně s novozélandským studentem Ernestem Marsdenem provedli pod Rutherfordovým vedením experiment se zlatou fólií: ostřelováním tenké zlaté fólie alfa-částicemi se ukázalo, že asi jedna z 8 000 částic se odráží téměř zpět – jev neslučitelný s tehdejším Thomsonovým modelem atomu jako rovnoměrné koule kladného náboje.

V roce 1911 Rutherford výsledky vysvětlil: téměř veškerá hmota atomu je soustředěna ve velmi malém kladně nabitém jádře, kolem něhož se nachází obal elektronů. Tím dal vzniknout Rutherfordovu modelu atomu a položil základy jaderné fyziky. Detailní představu o elektronech v kvantových drahách doplnil v roce 1913 Rutherfordův host Niels Bohr. V roce 1919 Rutherford zjistil, že při ostřelování dusíku alfa-částicemi vznikají rychlé částice, které identifikoval jako jádra vodíku – protony (název zavedl v roce 1920). Šlo o první pozorování umělé jaderné reakce; mechanismus jako transmutaci dusíku na kyslík (14N + α → 17O + p) plně potvrdil v roce 1925 Patrick Blackett v mlžné komoře.

Cambridge: vedoucí Cavendishovy laboratoře (1919–1937)

V roce 1919 nastoupil Rutherford jako Cavendishův profesor po J. J. Thomsonovi a Cavendishovu laboratoř v Cambridge proměnil v přední světové centrum jaderné fyziky. Pod jeho vedením zde pracovali budoucí nositelé Nobelových cen James Chadwick (objevitel neutronu v roce 1932), John Cockcroft a Ernest Walton (první rozštěpení atomového jádra urychlovačem 1932), Pjotr Kapica a další. Rutherford se v letech 1925–1930 stal prezidentem Royal Society a v roce 1931 byl povýšen do šlechtického stavu jako baron Rutherford of Nelson.

Ernest Rutherford zemřel 19. října 1937 v Cambridge ve věku 66 let na komplikace přiškrcené kýly. Jeho popel byl uložen ve Westminsterském opatství v blízkosti hrobů Isaaca Newtona a Charlese Darwina.

Pojmenováno po něm

Doplněno s použitím EN Wikipedie, Britanniky a knihy Augusta, P. – Klůna, J.: Tajemství přesnosti. Albatros, Praha 1983.

Další informace