Ernest Rutherford

ERNEST RUTHERFORD
(1871-1937)

Atlantik ötesinde Kanada’ya gidelim Çünkü oraya çok büyük araştırmacı gidiyor Rutherford’dan söz ediyorum İngiltere’de Cambridge’in Cavendish laboratuvarında ünlü fizikçi JJ Thomson’la çalışmakta olan 27 yaşındaki Yeni Zelandalı genç fizikçi Ernest Rutherford,1898 yılında, o sırada İngiliz dominyonu olan Kanada’nın Montreal McGill Üniveristesi’ne profesör olarak gelmeyi kabul etti Onu çeken şey, kendine sağlanan alçakgönüllü olanaklar değil, radyoaktiflikle ilgili arşatırmalarına cömertçe yardım yapılacağıydı İngiltere’den ayırılmadan önce de Kanada’ya uranyum ve toryum tuzları gönderdi Toryum ve türevlerinin radyoaktifliğinin üzerinde duruyordu Toryum,gümüş beyazlığında,ama görece yumşak bir metaldi ve adını İskandinav mitolojisindeki Tanrı Tor’dan alıyordu Genç araştırmacı,rekabet duygusuna sahipti Ona göre, bu bilimsel yarıştaki en iyiler, Becquerel ve Curie’lerdi 1901’de JJ Thomson’a yazdığı bir mektupta “yalnızlık duygusu” çektiğinin altını çizmektedir Kendini, fizik dünyasının,Avrupa laboratuvarlarının çok uzağında hissetmektedir Bununla birlikte bir yıl geçmeden her şey değişiverdi Avrupa’nın en dinamik genç bilim adamları Montreal’a, Rutherford’un yanına gelmeye can atıyordu İyi de o arada ne olmuştu?

Tartışmadan Doğan Büyük Dostluk

Rutherford yukarıda anılan mektubunda(1901) şöyle yazıyordu: “ Yarın bizim yerel Fizik Cemiyeti’nde büyük bir tartışmalı toplantımız olacak ve bu vesileyle kimyacıları alaşağı etmeyi umuyoruz” Genç fizikçi,kılıç çektiği kimyacılara,tıpkı dört yıldan az bir süre önce hocası JJThomson’un keşfettiği elektron gibi,atomun da, daha küçük parçaları bulunduğunu ve bir kimyasal elementin,kimyasal yöntemleriyle değil, kendi ışımasıyla “bölündüğünü” göstermek istemekteydi Karşısında, kendine yaraşır bir rakip vardı: Bu Mc Gill’de asistanlığa yükselmiş,genç ve yetenekli bir kimyacı olan Frederic Soddy idiFrederic Soddy (1871-1937), Oxford’dan gelmişti;çelişkileri yakalamada usta, tartışmalara tutkun ve konuşma yeteneğiyle karşısındakileri etkileyen bir kişiydi Soddy,değişmez ve bölünemez olan atomun kimyanın temelini oluşturduğunu anımsatarak,ışınımların, kendi başına alındığında tartılabilir nitelikteki bir kimyasal tözle aynı maddi dayanıklılığa sahip olmadıklarını savundu Elbette bu savunma doğru değildi Bununla birlikte, bu unutulmaz tartışmanın ardından,Rutherford, Soddy’e kendisiyle birlikte çalışmasını önerdi Toryumun ışımasının yapısını çözebilmek için bir kimyacıyla çalışması gerektiğini görmüştü RutherfordRutherford,coşkulu, büyük bir enerjiye sahip,ani öfke krizlerine girebilen bir kişiydi; kanıtlamaların gücüyle ikna etmeyi başarırdı Kavrayış gücü ünlüydü:bir sürü çelişik olgunun ortasında,anlamlı olanı görebilir ve dirençle ipucunun peşinden koşabilirdi Çözümü sezebilme gücü vardı onda Deneyleri her zaman için basitti ve gereksiz zorlamalardan arınmıştı Deneyin önceliği, mutlak bir buyruk niteliğindeydi; gözlemlere dayanmayan bir kuramsal varsayımın onun gözünde hiçbir değeri yoktu Üniversitedeki meslektaşlarından bir edebiyat profesörü,onun karşısındakilerde bıraktığı izlenimin bir tek terimle betimlenebileceğini söylemiştir : Rutherford “radyoakitf”ti Frederick Soddy’ye gelince,o keskin bir zekalı bir insandı Kültürlüydü Akıl yürütmeleri hızlı ve parlaktı Tartışmayı da seviyorduBu iki kişilik uzlaştı ve son derece verimli bir18 ay geçti Soddy,kimyasal araştırmaları Rutherford da fiziksel ölçümleri üstlenmişti Dönüşümü hemen kabullenen kimdi biliyor musunuz? Soddy idi Katı bir madde olan toryumun sürekli olarak bir gaz oluşturmasını yorumlayan Soddy, Rutherford’a “Bu bir transmutasyon Toryum parçalanıyor ve bir başka element dönüşüyor” dediğinde Rutherford ona şöyle karşılık veriyor: “ Tanrı aşkına Soddy,çeneni kapat,bizi simyacı sanacaklar”Atomun değişmezliğine ve bölünmezliğine ilişkin düşünceler altüst oluyordu Rutherford ve Soddy’nin açıklamaları Mc Gill Ünvisersitesi’nin tutucu profesörlerini dehşete düşürmüştü Bunlar, Rutherford ve Soddy’nin üniversitenin saygınlığına gölge düşürecekleri vaazlarını verdiler Bereket kıdemli,yaşlı ama ileri görüşlü fizik profesörleri de vardı Bunlardan John Cox, Rutherford ve Soddy’nin çalışmaları için “bu yeni kavrayış Üniversite’nin ününe katkıda bulunacaktır” diye savundu

Aslında yeni kuram bilimsel topluluk tarfından hemen benimsendi Yaşlı Lord Kelvin’in bazı itirazları olduysa da,bunlar uzun sürmedi Bu buluş Rutherford’a ve Soddy’ye dünya çapında bir saygınlık kazandırdıRadyoaktiflikle ilgi çalışmaları ona daha 1908'de Nobel Kimya Ödülü’nü getirmişti Rutherford ve Soddy, daha önce değişmez olarak düşünülen kimyasal elementlerin radyoaktiflik sürecinde başka elementlere dönüştüğünü bulmuşlardı Soddy, yeni olayı “radyoatif dönüşüm” olarak adlandırmayı önerdi Kurşunun altına dönüşümü gibi, elementlerin dönüşümü,19 yy kimyacılarının ve fizikçilerinin reddettiği bir eski simya düşüydü Soddy’nin önerisine Rutherford’un yanıtı “Zeus aşkına Soddy, bizi simyacı sanacaklar” demek olmuştu

Rutherford, 1908 yılında Nobel Ödülü’nü aldı Hangi branştan mı ? Kimyadan Nobel Komitesi, gerekçeyi şöyle anlatıyordu:“Parçalanma kuramı ve üzerinde temellendiği deneysel sonuçlar kimyanın temel kavramlarının yeni ve çok daha geniş bir şekilde yorumlanmasına yol açmıştır 19 Yy boyunca atom ve kimyasal element, kimyasal ayrıştırma yoluyla ulaşılabilen nihai birimleri göstermekle ve böylece deneysel araştırmanın sınırını oluşturmaktaydılar Bu sınırın ötesinde neyin var olabileceğinin bilinmesi,şu ya da bu ölçüde belirsiz ve kısır spekülasyonların konusundan ibaretti Uzun süre anlaşılamayan bu sınır,şimdi artık ortadan kalkmıştır… Elementlerin değişmezliği yasası artık savunulamaz ve atomların yapısı ile bu yapıyı yöneten yasalar, tıpkı onlardan önce moleküller için olduğu gibi,bundan böyle kesin ölçümlere dayanan bilimsel yöntemlerle araştırılabilecektir”Aslında bilim dünyası Rutherford’u, Nobel Komitesinin ödüllendirdiği radyoaktif dönüşüm yasasından çok, birkaç yıl sonra Manchester’de yaptığı iki keşif nedeniyle daha çok tanır Bunlardan birincisi 1911 yılında “atomun çekirdeği”nin varlığını kanıtlaması, ikincisi de 1919’da ilk yapay çekirdek dönüşümünü, azot atomunun oksijen atomuna dönüşümünü gerçekleştirmesidir

Alfa ışınları ile atom incelemeleri ve radyoaktivite ile ilgili çalışmaları nedeniyle 1908'de Nobel Ödülü’nü aldı kendisi alfa saçılma olayını şöyle yorumlamıştır: “ Alfaların geri saçılmasının tek bir çarpışma sonucunda meydana geldiğini düşündüm Hesapları yaptığımda elde ettiğim sonuç şaşırtıcıydı Alfa parçacığının yaklaşma uzaklığı çok küçük bir değere sahipti Bu, ancak atom kütlesinin büyük bir kısmının çok ufak bir hacimde, çekirdekte yoğunlaşmış olması halinde mümkün olabilirdi Böylece, bir atomun, merkezinde ufak bir hacimde yoğun kütle ve yük içeren bir yapıda olduğu sonucuna vardım”

'Ernest Rutherford'
Nobel Kimya ödüllü Yeni Zelandalı fizikçi
Doğum 30 Ağustos 1871
Nelson Yeni Zelanda Ölüm 19 Ekim 1937
Cambridge İngiltere





Ernest Rutherford (30 Ağustos 1871 - 19 Ekim 1937), Yeni Zelandalı-İngiliz nükleer fizikçi 1908 yılı Nobel Kimya Ödülü sahibi
Yeni Zelanda'ya göç etmiş İskoçya'lı bir ailenin 12 çocuğundan dördüncüsüydü Babası tekerlek yapımcısıydı Liseyi burslu olarak okudu Yine burslu olarak devam ettiği Christchurch'teki Canterbury College'tan 1892'de lisans, ertesi yılda üstün başarıyla yüksek lisans derecelerini aldı Bir yıl daha okulda kalarak demirin yüksek frekanslı manyetik alanlardaki mıknatıslanma özellikleri üzerinde araştırmalar yaptı Hertz'in yalnızca birkaç yıl önce bulmuş olduğu elektromanyetik dalgaları sezebilen bir dedektör yapmayı başardı
1895' te İngiltere'ye giden Rutherford, Cambridge Universitesi'ndeki Cavendish Laboratuarı'nda JJ Thomson'ın yanında çalışmaya başladı Burada elektromanyetizma üzerindeki deneylerini sürdürdü ve Hertz dalgalarını 3 km uzaklıktan gönderip almayı başardı Aralık 1895'te Wilhelm Conrad Röntgen'in X Işını'nı bulduğunu açıklamasının ardından, JJ Thomson ve Rutherford bu konuda çalışmaya başladılar ve X Işını'nın gazlar içinden geçerken çok sayıda artı ve eksi elektrik yüklü parçacık ortaya çıkmasına, yani iyonlaşmaya yol açtığını, bu parçacıkları yeniden birleştirerek nötr atomlar oluşturduğunu buldular Rutherford ayrıca bu iyonların hızını ve birbirleriyle birleşerek yeniden gaz molekülleri oluşturma süresini belirlemeye yönelik bir yöntem geliştirdi İyonlaşma gücü yüksek olan ama kolaylıkla soğurulabilen ışın türünü alfa ışınları, daha az iyonlaşmaya yol açan, ama girim gücü daha yüksek olan ışınları da beta ışınları olarak adlandırdı
19 yüzyılın sonuna gelinirken pek çok bilim adamı artık fizikte gerçekleştirilecek bir yenilik kalmadığı kanısındaydı Ama Rutherford üç yıl gibi kısa bir süre içinde tümüyle yeni bir fizik dalı ortaya çıkardı: Radyoaktiflik Radyoaktifliğin bir elementin atomlarının başka bir elementin atomlarına kendiliğinden dönüşme süreci olduğu sonucuna vardı Maddenin değişmezliği kavramına sıkı sıkıya bağlı birçok bilim adamı bu görüşe karşı çıkacak, ama Rutherford'un görüşlerinin doğruluğu kısa sürede anlaşılacaktı
Bu büyük başarı üzerine Rutherford 1903'te Royal Society üyeliğine seçildi Ertesi yıl aynı kurumun üstün başarılı bilim adamlarına verdiği özel bir ödül olan Rumford Madalyası ile ödüllendirildi Alfa ışınlarının elektrik ve magnetik alanlarda sapmaya uğradığını 1903'te belirleyen Rutherford, sapmanın yönünü inceleyerek, bu ışınların artı elektrik yüklü parçacıklardan oluştuğu sonucuna vardı Ayrıca bu parçacıkların hızını ve elektrik yükü/kütle oranını ölçmeyi başardı
Rutherford'un 1911'de geliştirdiği "Atom Modeli" onun bilime en büyük katkısıdır Alfa parçacıklarının ince metal levhalardan geçişini inceleyen Rutherford, alfa parçacığı artı yüklü olduğundan, levhadan geçişi sırasında metal atomlarındaki artı yüklerin itici etkisiyle sapmaya uğrayacağını, ama parçacığın kütlesi çok büyük olduğu için, bu sapmaların çok küçük olacağını düşünüyordu Yapılan deneylerde alfa parçacıklarının gerçekten de genel olarak çok küçük sapmalar gösterdiği(%90 oranında), ama arada büyük açılarla sapan parçacıklarında bulunduğu, hatta bazen bir parçacığın hareket yönünü değiştirip geriye döndüğü gözlendi Böylesine büyük kütleli alfa parçacığını bu kadar saptırabilmesi için atomdaki bütün artı yüklerin ve kütlenin çok küçük bir hacme yoğunlaşmış olması gerekiyorduBuna dayanarak atomun boşluklu bir yapıdan oluştuğunu keşfettiRutherford'un bu görüşten yola çıkarak oluşturduğu model Rutherford Atom Modeli ya da Çekirdekli Atom Modeli olarak adlandırılır
1908'de Nobel Kimya Ödülü' nü alan, 1914'te kendisine Baron unvanı verilen Rutherford, 1922'de Royal Society'nin en büyük ödülü olan Copley Madalyası' ile ödüllendirilmiştir 1925'te ise bu kurumun başkanlığına seçilmiştir