Ernest Rutherford: quién fue, biografia y aportes principales
¿Quién fue Ernest Rutherford?
Ernest Rutherford (1871-1937) fue un científico neozelandés que hizo grandes contribuciones al campo de la física y de la química a través de sus estudios en la radioactividad y en la estructura del átomo. Es considerado como el padre de la física nuclear por sus descubrimientos pioneros sobre la estructura atómica.
Entre sus aportes a la ciencia destacan el descubrimiento de la radioactividad alfa y beta, un modelo atómico del átomo, el detector de ondas de radio, las reglas de la desintegración radioactiva y la identificación de las partículas alfa como núcleos de helio.
Biografía de Ernest Rutherford
Infancia y estudios
Ernest Rutherford nació el 30 de agosto de 1871 en Nelson, Nueva Zelanda. Su educación tuvo lugar en la Universidad de Nueva Zelanda y posteriormente en la Universidad de Cambridge.
Desde pequeño hizo evidente su capacidad y sobre todo la curiosidad que le producía la aritmética. Sus padres notaron esta cualidad en él y junto con sus maestros lo impulsaron para que siguiera sus estudios.
Resultó ser un alumno ejemplar y así fue como consiguió un lugar en el Nelson College. En esta institución terminó siendo el mejor alumno en todas las asignaturas.
En el ámbito deportivo se inclinó hacia el rugby, deporte que practicó también en la universidad.
Profesorado
Desarrolló el gusto por la enseñanza y participó como profesor en distintas universidades a lo largo de su vida. Primero fue docente de física en la universidad McGill, ubicada en Montreal, Canadá. Después se trasladó a la Universidad de Manchester, en Inglaterra, y permaneció allí por más de una década.
Al finalizar este largo periodo de tiempo, ejerció como docente y director del laboratorio Cavendish y por último dirigió una asignatura en la Institución Real de Gran Bretaña.
En 1931 Rutherford alcanzó la fama a nivel profesional, aunque este fue uno de los años más duros para el reconocido científico, puesto que perdió a su única hija durante el parto.
En 1937, luego de una cirugía sin complicaciones, el estado de salud de Rutherford entró en decadencia repentinamente. Falleció el 19 de octubre de 1937 en Cambridge, Reino Unido.
Fue enterrado junto a Isaac Newton y Kelvin, dos grandes personajes que al igual que él, revolucionaron la ciencia.
Aportes a la ciencia de Ernest Rutherford
Descubrió la radioactividad alfa y beta
En 1898, Rutherford comenzó sus estudios sobre la radiación emitida por el uranio. Sus experimentos lo llevaron a concluir que la radioactividad debía tener al menos dos componentes, que llamó rayos alfa y beta.
Encontró que las partículas alfa están cargadas positivamente y que los rayos beta tienen más poder de penetración que los rayos alfa. También nombró a los rayos gamma.
Descubrió que los átomos no eran indestructibles
Junto con el químico Frederick Soddy (1877-1956) creó la Teoría de la Desintegración de los Átomos, implicando la desintegración espontánea de átomos en otros tipos de átomos.
La desintegración de los átomos de los elementos radioactivos fue un descubrimiento clave en esa época, ya que hasta ese momento se creía que los átomos eran una clase de materia indestructible.
Gracias a sus descubrimientos en el área de la desintegración de los elementos y en la química de los elementos radioactivos, Rutherford ganó el premio Nobel en 1908.
Formuló un modelo atómico del átomo
Junto con los científicos Hans Geiger (1882-1945) y Ernest Mardsen (1889-1970), realizó uno de los experimentos más famosos de la ciencia.
Bajo la dirección de Rutherford, los científicos realizaron una serie de experimentos entre 1908 y 1913, en donde apuntaban rayos de partículas alfa hacia láminas delgadas de metal para luego medir el patrón de esparcimiento utilizando una pantalla fluorescente.
Gracias a esto, descubrieron que aunque la mayoría de las partículas volaban directo, algunas rebotaban en todas las direcciones, incluyendo algunas que se devolvían directo a la fuente.
Esto era imposible de justificar con el modelo antiguo del átomo, así que Rutherford interpretó la data para formular un modelo atómico en 1911, que luego se conocería como modelo atómico de Rutherford.
Inventó un detector de ondas de radio
El físico alemán Heinrich Hertz probó la existencia de las ondas electromagnéticas a finales de 1880.
Rutherford decidió medir su efecto en agujas de acero magnetizadas. Este experimento lo llevó a inventar un detector de lo que hoy llamamos ondas radiales. Este recibidor de radio se convirtió en parte de la revolución de comunicaciones conocida como la telegrafía inalámbrica.
Rutherford mejoró su dispositivo y por un tiempo breve tuvo el récord mundial de la distancia en la que las ondas electromagnéticas podían ser detectadas.
Aunque Rutherford fue sobrepasado por Guillermo Marconi (1874-1937), su descubrimiento sigue siendo considerado como una contribución importante en este campo.
Descubrió el núcleo atómico
A través de los experimentos de las láminas doradas, Rutherford descubrió que todos los átomos contenían un núcleo donde su carga positiva y la mayoría de su masa estaba concentrada.
Su modelo del átomo contenía la nueva característica de que una alta carga central concentrada en un pequeño volumen del átomo era responsable de la mayoría de su masa.
En su modelo, el núcleo era orbitado por electrones de masa baja. Este modelo precedió al modelo atómico de Bohr, que aplicaba la teoría cuántica.
Su descubrimiento del núcleo atómico es considerado como su mayor contribución a la ciencia.
Descubrió el protón
En 1917 se convirtió en la primera persona en transformar un elemento en otro. Convirtió átomos de nitrógeno en átomos de oxígeno al bombardear el nitrógeno con partículas alfa. Esta fue la primera observación de una reacción nuclear inducida y es considerado como el descubrimiento del protón.
En 1920 Rutherford propuso el núcleo del hidrógeno como una nueva partícula y estableció el término protón para la misma.
Teorizó sobre la existencia del neutrón
En 1921 teorizó que debía haber una partícula neutral en el núcleo del átomo para compensar el efecto de repulsión de los protones cargados positivamente al crear una fuerza nuclear atractiva; sin ninguna partícula, el núcleo se derrumbaría.
Por ese motivo, Rutherford teorizó sobre la existencia del neutrón y estableció el término por el cual es conocido en la actualidad.
El neutrón fue descubierto en 1932 por el científico James Chadwick (1891-1974), que había estudiado y trabajado junto a Rutherford.
Padre de la física nuclear
Gracias a su trabajo en campo, como conducir la primera reacción nuclear, probar la naturaleza de la desintegración radioactiva como un proceso nuclear y establecer la estructura del átomo, es conocido como el padre de la física nuclear.
Su trabajo fue de gran importancia a la hora de futuras investigaciones y futuro desarrollo en este campo.
Rutherford también sirvió de inspiración y mentor para muchos científicos; una gran cantidad de sus estudiantes llegaron a ganar premios Nobel. También fue considerado como el más grande experimentalista desde Michael Faraday (1791-1867).
Obra y reconocimientos
En 1896, al descubrirse la radiactividad por el físico Antoine Henri Becquerel (1852-1908), Rutherford identifica y establece tres elementos principales de la radiación, los cuales nombró rayos alfa, beta y gamma, demostrando así que las partículas alfa son núcleos de helio.
Esto le permitió describir su teoría de la estructura atómica, la cual resultó ser la primera teoría en detallar el átomo como un núcleo denso y especificar que alrededor de este giran los electrones.
En 1908 fue el ganador del premio Nobel de química y obtuvo el nombramiento de sir en 1914. Dentro de sus más grandes obras escritas se destacan: Radiactividad (1904), Radiaciones de las sustancias radiactivas (1930) y La nueva alquimia (1937).
El científico fue nombrado presidente de la Royal Society entre 1925 y 1930. Se le concedió, además, la medalla Franklin en 1924.
Después de siete años, ya para 1931, habría alcanzado a la nobleza y en su país lo reconocían como un personaje heroico. Por esta razón sentía un gran vínculo con su país de nacimiento.
Referencias
- Ernest Rutherford: father of nuclear science. Recuperado de media.newzealand.com.
- Ernest Rutherford – Important scientists – the physics of the U. Recuperado de physicsoftheuniverse.com.
- Ernest Rutherford’s 10 major contributions to science (2016) Recuperado de learndo-newtonic.com.
- Ernest Rutherford. Recuperado de wikipedia.org.