Ernest Rutherford — pionjär inom kärnfysik och upptäckare av atomkärnan

Ernest Rutherford — Nobelpristagare och pionjär inom kärnfysik som upptäckte atomkärnan, alfapartiklar och genomförde världens första konstgjorda kärnreaktion.

Ernest Rutherford, 1st Baron Rutherford of Nelson, OM, PC, FRS (30 augusti 1871-19 oktober 1937) var en nyzeeländsk brittisk vetenskapsman som fick Nobelpriset ikemi 1908 för sitt arbete med kärnfysik och för teorin om atomens struktur.

Han belönades 1908 med Nobelpriset i kemi för sina studier av de radioaktiva ämnenas sönderfall och de kemiska egenskaperna hos radioaktiva ämnen.

Biografi och karriär

Rutherford föddes i Nya Zeeland och fick sin tidiga utbildning där. Han arbetade senare i både Kanada och Storbritannien; viktiga stationer i hans karriär var forskning vid McGill University i Montreal och vid University of Manchester. År 1919 efterträdde han J. J. Thomson som chef för Cavendish Laboratory i Cambridge, en position han innehade fram till sin död 1937.

Viktiga upptäckter och experiment

Rutherford var en pionjär inom den nya forskningsfältet som växte fram efter upptäckten av radioaktivitet 1896. Bland hans viktigaste insatser finns:

• Radiokemi och sönderfall — han studerade hur instabila ämnen sönderfaller och hur snabbt detta sker, vilket bidrog till förståelsen av begreppet halveringstid och sönderfallslagar.
• Indelning av strålning — han klassificerade strålningen i tre typer: alfa, beta och gamma, och visade hur de skiljer sig åt i genomträngningsförmåga och laddning.
• Alfapartiklar är heliumnuclei — experiment visade att heliums kärnor utgör alfapartiklar, vilket fördjupade förståelsen av atomers beståndsdelar.
• Geiger–Marsden-experimentet — Rutherfords berömda spridningsexperiment (även känt som gold foil-experiment) med Hans Geiger och Ernest Marsden ledde till upptäckten att atomens massa och positiva laddning är koncentrerade i en mycket liten kärna. Detta experiment förändrade den klassiska "plumpudding"-bilden och gav upphov till den rutherfordska atommodellen där elektronerna kretsar kring en kompakt kärna (Geiger-Marsden-experiment).
• Konstgjord kärnreaktion och protonen — 1919 genomförde Rutherford den första konstgjorda kärnreaktionen då han bombarderade kvävegas med alfapartiklar, vilket resulterade i bildning av syreisotoper och utsändning av en positiv partikel. Detta var ett tidigt exempel på konstgjord kärnreaktion och ledde till identifieringen av den elementära positiva partikeln — vad som senare kallades protonen (kärntransmutation, där kvävegas förvandlades till syrgas).
• Neutronens roll — Rutherford föreslog att det kunde finnas neutrala partiklar i kärnan. Den neutrala neutronen upptäcktes formellt av James Chadwick 1932 vid Cavendish, vilket bekräftade och kompletterade bilden av kärnans sammansättning.

Vetenskapligt inflytande och arv

Rutherford hade ett stort inflytande som handledare och laborationsledare; flera av hans elever och kollegor gjorde banbrytande insatser inom atomfysik och kärnfysik. Hans rutherfordska atommodell lade grunden för senare utvecklingar, bland annat Niels Bohrs kvantiserade atommodell.

Hans arbete gav upphov till flera praktiska och teoretiska genombrott inom fysik och kemi. Som erkännande av hans betydelse har hans namn knutits till flera institutioner och geologiska/tvetydiga upptäckter — exempelvis Rutherford College, en skola i Auckland, Nya Zeeland, är uppkallad efter honom. Även grundämnet Rutherfordium (Rf) är uppkallat till hans ära.

Utvalda utmärkelser

• Nobelpriset i kemi 1908
• Adlad som Baron Rutherford of Nelson
• Flera hedersutmärkelser och akademiska priser, samt ledarskap vid Cavendish Laboratory

Sammanfattning: Ernest Rutherford var en centralgestalt i övergången från klassisk atomteori till modern kärnfysik. Genom experiment, teoretiska insikter och handledarskap formade han vår förståelse av atomens inre — att den har en liten, tät, positivt laddad kärna och att protoner och neutroner bildar dess byggstenar — och lade grunden för senare upptäckter inom kärnfysiken.

Frågor och svar

F: Vem var Ernest Rutherford?

F: När föddes han?

F: Vad fick han Nobelpriset i kemi för?

F: Vilken titel fick han?

Fråga: Var kom han ursprungligen ifrån?

Fråga: När dog han?

Sök med bokstav