Ernest Rutherford

ERNEST RUTHERFORD (1871 – 1937)

Rutherford 13 ağustos 1871 de Yeni Zelanda ‘nın güney adasında , oraya göç etmiş bir ailenin torunu olarak dünyaya gelmiştir . Annesi bir öğretmendi ve piyano çalardı.Babası ise pek çok kez iş değiştirmiş ,içten ve enerjik bir insandı. Yoksul ve kalabalık bir aileydiler.Ne var ki daha çocukken gösterdiği öğrenme başarısı ona en iyi okulların kapısını açmıştı.

İlk okula Yeni Zelenda da gitti ve on yaşındayken bolfour stewart ‘ın fizik kitabını okudu .Oldukça başarılı bir öğrenim hayatının ardından 1894 de Cambridge üniversitesine ünlü fizik bilgini j.j. Thomson ‘un yanında çalışmak üzere İngiltere’ye gitti.

Bilimsel uğraşına demirin mıknatıslanmasını çalışarak başlamıştır.Üniversiteye bağlı Cavendish labaratuarındaki ilk yılını radyo dalgaları ,ikinci yılını yeni keşfedilmiş x-ışınları üzerindeki çalışmalarla geçirdi.Sonra yaşam boyu uğraş konusu olan radyoaktivite üzerine çalışmalar yapmaya koyuldu.Rutherford 1898 de Kanada da McGill üniversitesi, fizik profesörlüğüne çağrıldı . Cavendish labaratuarlarının imkanlarını benimsiyordu ancak maddi bakımdan bu teklifi kabul etmesi gerekli idi. Zira İngiltere ‘ye gelirken yaptığı yolculuk nedeniyle borçlanmıştı ve ödeyememişti.McGill de yaklaşık on yıl içinde hem radyoaktif atomların kendiliğinden değişik nitelikte atomlara dönüştüğünü ispatlayarak Nobel ödülünü kazandı ,hem de atomun yapısına ilişkin olarak aranan açıklığı getiren çekirdek buluşunu ortaya koydu.

Rutherford’un radyoaktiviteye ilişkin ilk önemli buluşu ,alfa ve beta dediği iki değişik ışının varlığını belirlemesiydi. Acaba bunlar yüklü parçacıklar mıydı?yüklerinin kütleye oranı neydi?Bir manyetik alanda saparlar mıydı?Sonunda rutherford alfa ışınları için özgül yükün iyonlaşmış helyumunki ile aynı olduğu sonucuna ulaştı .Asistanı Soddy ile birlikte bir elementin diğerine dönüştüğünü deneysel olarak bulmuştu.

1907 de McGill den Manchester üniversitesine geçti.İlk ele aldığı problem atomun yapısı oldu.Araştırmasında ,beta parçacıklarından sekiz bin kat daha yoğun olan alfa parçacıklarının işe yarayacağını düşündü. İki asistanı alfa parçacıklarının ince bir altın yaprağına çarptığı zaman nasıl dağıldıklarını incelemekle görevlendirdi.

Parçacıkların büyük çoğunlukla altın yapraktan doğrudan geçtiği gözlenmişti.Sanki altın yaprağın yapısında geçişi engelleyen hiçbir atom yoktu.Ama gözden kaçmaması gereken durum yaprağa çarpan alfa parçacıklarının yaklaşık 20000 de birinin geri sapmasıydı.

Rutherford uzun bir bocalamadan sonra bunun atomun yapısına ait bir ipucu olduğunu gördü.Atomun kütlesi neredeyse tümüyle kapsamında son derece küçük bir yer tutan pozitif elektrik yüklü bir çekirdekte toplanmış olmalıydı.Çekirdeğin çevresinde hızla dönen elektronlar ise pozitif yükü dengeleyen negatif yüklü daha küçük parçacıklardı.Kısacası atom güneş sistemine benzer bir düzen sergilemekteydi. Alanı büyük ölçüde boş bir atom göz önüne alındığında ,alfa parçacıklarının neden büyük bir çoğunlukla hiçbir engelle karşılaşmamış gibi altın yapraktan geçtikleri açıklık kazanmaktaydı.

Rytherford kuramcı bir bilim adamı değildi.Ona göre her problemin çözümü deney sonuçlarıyla sınırlı tutulmalıydı.Öyle ki ,ortaya koyduğu atom modelinin kuramsal açıklama gerektiren önemli bir sonucuna duyarsız kalmıştır.Üstelik atom modeline ilişkin deneysel kanıtları,yerleşik fizik yasalarıyla da tam bağlaşık değildi. Örneğin negatif yüklü elektronlar belirtildiği gibi gerçekten çekirdek çevresinde hızla dönüyorlarsa ,bunlarında devinen diğer elektrik yükleri gibi ,radyasyon oluşturmaları gerekirdi.Çekirdek çevresinde dönen elektrik ,gerçekten radyasyon çıkarsaydı çok geçmeden yavaşlayıp çekirdeğe kapanması ve atomun tümüyle çökmesi beklenirdi.

Rutherford 1908 de Nobel ödülünü ,daha sonra da lord ünvanını aldı.1919 da Cavendish labaratuarının başına geçti . Cavendish onun yönetiminde çok geçmeden dünyanın önde gelen fizik merkezi oldu. Burada yaptığı ilk çalışmalarından biri alfa parçacıklarını kullanarak bir elementin başka bir elemente yapay dönüşümünü gerçekleştirmek oldu.Deneyde alfa parçacıklarının ,nitrojen atomları gibi daha hafif atom çekirdeklerine çarptırıldıklarında geriye sapmaksızın çekirdekle kaynaştıkları ve nitrojen atomunun oksijen atomuna dönüştüğü görülür.Bu süreçte başka bir parçacığın ortaya çıktığını saptayan Rutherford,çekirdeğin temel taşı saydığı pozitif yüklü bir parçaya proton adını verdi .Kütlesi bakımından diğerlerine benzeyen ama elektrik yükü olmayan üçüncü bir parçacık daha söz konusuydu (nötron denen bu parçacık rutherford’un asistanı James Chadwick tarafından 1932 de bulundu)Bu bilimsel çalışmaya henüz bol paranın akmadığı bir dönemdi.Cavendish işliğinde bile deneyler derme çatma denebilecek basit araçlarla sürdürülüyordu.

Rutherford bir dizi seçkin fizikçi yetiştirmekle kalmadı,onlara büyük bir esin kaynağı oldu. Nükleer fizik onun dünyasıydı. Yeryüzündeki tüm ülkelerden en yüksek bilimsel onur payelerini almıştı ve 1925 ‘den1930 2a dek Royal Society ‘nin başkanlığını yapmıştı. 1 Ocak 1931 de Lordluk ünvanını aldı.Çok büyük bir çalışma azmi vardı her zaman çalışırdı.Hitler Yahudi soykırımına başladığında ,kurbanlara yardım amacıyla İngiltere’de Akademik Yardım Konseyi kurmuş ve başkanlığını üstlenmişti.

Son altı yılında ,fizikte ki büyük değişiklikleri görmüştü.o bir kuramcı değildi,deneysel çalışmıştı,oysa deney karmaşıklaşıyor,ivmelendiriciler doğuyordu.

1937 yılında ciddi bir fıtık rahatsızlığı geçirdi ve19 kasım 1937 ‘de öldü.