Technologie

Zakladatel jaderné fyziky Ernest Rutherford hrál rád rugby a navrhl prozkoumat stáří Země

Ernest Rutherford se stal průkopníkem ve zkoumání radioaktivity. Přišel s konceptem poločasu rozpadu prvků, věnoval se radioaktivnímu záření a jako prvnímu se mu podařilo uskutečnit dávný sen alchymistů - přeměnit jeden prvek na jiný. Za svoje vědecké objevy získal řadu ocenění včetně Nobelovy ceny. Měl prý velký vliv na ostatní, svojí prací mimořádně inspiroval své studenty i celé okolí.

Zakladatel jaderné fyziky Ernest Rutherford hrál rád rugby a navrhl prozkoumat stáří Země
Zakladatel jaderné fyziky Ernest Rutherford hrál rád rugby a navrhl prozkoumat stáří Země

Úvodní fotografie: Rutherford v roce 1905 v laboratoři McGillovy univerzity (Montreal). Autor:  Neznámý, publikováno v r. 1939 v knize Rutherford : being the life and letters of the Rt. Hon. Lord Rutherford, O. M [CC BY 4.0], via Wikimedia Commons

Ernest Rutherford se narodil 30. srpna 1871 na Novém Zélandu, měl jedenáct sourozenců. Pocházel ze skromných poměrů. Rodina se postupně dopracovala k malému hospodářství, kde se živili pěstováním a zpracováním lnu.

Rodiče své děti ve vzdělání podporovali, ale zápolili s nedostatkem financí. Studium mladého Ernesta tak zcela záviselo na výborném prospěchu pro získání stipendia. Naštěstí Ernestovi nechyběla píle ani vytrvalost, díky čemuž se dostal až na novozélandskou univerzitu. Už na střední škole se u něj začal projevovat výrazný matematický talent. Vynikal i ve sportu, nejvíce se věnoval hraní rugby.

Tušili jste, že kopáním do fotbalového míče se dá vyrábět elektřina? Chci se dozvědět víc!

Vědecký životopis Ernesta Rutherforda obsahuje i zklamání

Na univerzitě v novozélandském Christchurch sklízel Rutherford jeden úspěch za druhým - prvenství v prospěchu, speciální stipendia, vědecké práce. Ještě na vysoké škole zkonstruoval funkční detektor elektromagnetických vln, čímž se v té době ještě prakticky nikdo nezabýval.

mladý Ernest Rutherford

Studia na Novém Zélandu ukončil v roce 1894. Jeho hvězdná univerzitní dráha mu však nepomohla najít slušné zaměstnání a také neuspěl ve snaze o získání stipendia pro další studium v Anglii, které připadlo jednomu z jeho konkurentů, úspěšnému chemikovi Maclaurinovi.

Zdrcený Rutherford se proto vrátil na rodinnou farmu, kde pracoval několik měsíců až do chvíle, kdy se dozvěděl, že Maclaurin se stipendia vzdává. Bez váhání jej sám přijal a v roce 1895 odjel do Anglie. Na Novém Zélandu nechal své rodiče a snoubenku Mary, se kterou se oženil až po uplynutí dalších 5 let.

Ze začátku se Rutherfordovi v Cambridge smáli

Na Nový Zéland už se vrátil jen párkrát, léta však udržoval pravidelnou korespondenci se svojí matkou. Zamířil nejprve na univerzitu v Cambridge, kde zrovna shodou okolností proběhla výrazná změna. Právě od roku 1895 byl poprvé povolen přístup absolventům jiných univerzit do tamních laboratoří a zároveň se jim otevřela možnost získat zde doktorský titul. Prvním takovým studentem byl právě Ernest Rutherford, který začal své bádání ve slavné Cavendishově laboratoři, kterou v té době vedl Joseph John Thomson.

laboratoř Ernesta Rutherforda v Cambridge

Na začátku si Rutherford musel vytrpět spoustu posměšků, protože nezapadal do zažitých konvencí. Choval se bezprostředně, jednal přímo a vyčníval také díky svému novozélandskému přízvuku. Nic si z toho nedělal a intenzivně pokračoval ve své práci na detektoru elektromagnetických vln, který zdokonalil do podoby vhodné pro praktické využití. Předtím, než měl své výsledky představit odborné veřejnosti, však prvenství v této oblasti nečekaně získal Guglielmo Marconi, který si předem nechal své objevy patentovat, což by Rutherforda (ani později) nikdy nenapadlo.

Ernest Rutherford

Svou pozornost ale dokázal velmi rychle nasměrovat jinam. S Thomsonem, který objevil elektron, spolupracoval na výzkumu vedení elektrického proudu v plynech. Zjištění, že plyny se při ozařování rentgenovými paprsky stávají vodivými, odstartovalo jeho zájem o radioaktivitu.

Marie Curie-Skłodowská celý život zkoumala radioaktivitu. Ta se jí nakonec stala osudnou

počet hlasů: 7

Chtěl porozumět jejím vlastnostem i samotné fyzikální podstatě. Zkoumání uranových solí jej pak záhy vedlo k odlišení záření alfa a beta. Působení v Cambridge ukončil na podzim roku 1898 přijetím profesury v kanadském Montrealu.

Ernest Rutherford odhalil v Kanadě podstatu radioaktivity

Ne příliš známá McGillova univerzita v Montrealu Rutherforda zaujala hlavně neobvykle kvalitně vybavenou laboratoří, ve které společně s oxfordským absolventem Frederickem Soddym došli k tehdy šokujícím objevům. Zjistili, že radioaktivita není chemickým, ale atomárním jevem způsobeným nestabilitou atomů některých prvků.

Anketa

Kdo postavil první jaderný reaktor na světě?

Samovolnou přeměnu atomů jednoho prvku v jiný za současného uvolnění radioaktivního záření začali nazývat transmutací, tento termín si vypůjčili z alchymie. Jejich kvalitně vědecky podložené závěry vyvolaly mezi vědci velké překvapení. V Montrealu strávil Rutherford devět let, během kterých se mu také narodila jediná dcera Eileen Mary. 

Model atomu a další vědecké objevy

V roce 1907 se Ernest Rutherford rozhodl přijmout nabídku stát se profesorem na Viktoriině univerzitě v Manchesteru, kde strávil dalších dvanáct let. Ačkoli neměl o pracovní příležitosti nouzi, Manchester jej opět nalákal na výjimečně vybavenou laboratoř a zároveň se mu tak naskytla možnost vrátit se do Evropy, do centra vědeckého dění.

Michael Faraday: Od mytí a úklidu v laboratoři ke slavnému vědci s posedlostí pokusy

počet hlasů: 6

Rutherford se dál věnoval zkoumání procesu a doby trvání radioaktivního rozpadu prvků, což jej přivedlo k myšlence stanovit s použitím těchto znalostí stáří planety Země.

Rutherfordovi přezdívali krokodýl.

V roce 1908 získal Nobelovu cenu za chemii za výzkum v oblasti rozpadu prvků a chemii radioaktivních látek. Pod jeho vedením objevili Hans Geiger a Ernest Marsden atomové jádro. Rutherford pak proslul svým modelem atomu, který připomínal malou sluneční soustavu, kde drobné elektrony kroužily kolem jádra. Zveřejněním tohoto modelu v roce 1911 v podstatě položil základy jaderné fyziky, ačkoli si byl sám vědom jeho nedostatků. Za svoje zásluhy byl pasován na rytíře a později povýšen do šlechtického stavu.

Rčení „kdo neumí, učí“ u Rutherforda rozhodně neplatilo

Bádání kolem atomového jádra se pak intenzivně věnoval až do konce života. Podařilo se mu zrealizovat umělou přeměnu jednoho prvku na jiný pomocí působení proudu alfa částic a v souvislosti s těmito přelomovými výzkumy experimentálně potvrdil existenci dalších částic, které nazval protony. V roce 1919 byl za tuto práci opět navržen na Nobelovu cenu.

Za tyhle pokusy sice žádnou Nobelovku nezískáte, ale zabavíte sebe i děti. Vyzkoušet některý z jednoduchých pokusů

Rutherford to však odmítl s odůvodněním, že již tuto cenu dříve získal a na řadě jsou nyní „jeho chlapci“, jak nazýval své žáky. Ernest Rutherford byl mimořádně schopný a oblíbený učitel. Nepřekvapí, že mezi pozdějšími držiteli Nobelových cen, je opravdu možné najít velkou skupinu složenou právě z jeho žáků (např. Niels Bohr, James Chadwick, Otto Hahn a mnozí další).

Hans Geiger a Ernest Rutherford

Z Manchesteru zpátky do Cambridge

Kam jinam by měl Ernest Rutherford ve své kariéře dál směřovat než do věhlasné Cavendishovy laboratoře, ve které jako student kdysi v Cambridge začínal. Nabídku na vedení laboratoře s drobným váháním přijal. Hlavní centrum fyzikálního výzkumu v Anglii dosáhlo za jeho působení světového významu v oblasti experimentální jaderné fyziky.

Stephen Hawking: Nejjasnější hvězdu fyziky proslavily i role v Simpsonech a Futuramě

počet hlasů: 19

V závěrečných letech jeho života jej však potkala tragédie. Jediná dcera Eileen Mary náhle zemřela v pouhých 29 letech na následky krevní sraženiny týden po porodu čtvrtého dítěte. Rutherford to nesl těžce, ztrátu mu do jisté míry pomohla překonat vnoučata.

Když chybí chirurg se správným rodokmenem

Ernest Rutherford je autorem přibližně sto osmdesáti vědeckých prací a pěti knih. Během života získal přes dvacet čestných doktorátů a stal se členem mnoha vědeckých spolků. Politicky se příliš neangažoval, patřil však k zastáncům rovného práva žen na studium a vyslovoval se také proti cenzuře v médiích.

podpis Ernesta Rutherforda

Rutherford zemřel velmi nečekaně 19. října 1937 ve věku 66 let po operaci kýly. Traduje se, že jeho smrt zavinily místní konvence, kdy jej jako šlechtice směl operovat jen obdobně „urozený“ chirurg. Protože žádný takový nebyl v kritickou chvíli k dispozici, operace byla provedena se zpožděním, které zapříčinilo další komplikace.