01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Физика
19 апреля
Нобелевские лауреаты: Эрнест Резерфорд

По прозвищу «Крокодил»

Эрнест Резерфорд в лаборатории
Wikimedia Commons

В чем Резерфорд превзошел Эйнштейна и в чем уступил Маркони, какие мегагранты были в Англии XIX века, какие потери великий ученый понес на Первой мировой войне и за что его называли Крокодилом и кроликом, Indicator.Ru рассказывает в очередном выпуске рубрики «Как получить Нобелевку».

22bec3afe2f6ba429620fd3653f33712ff644b02
Памятник Резерфорду-ребенку в Новой Зеландии
Wikimedia Commons

Эрнест Резерфорд

Родился 30 августа 1871 года, Спринг Гроув, Новая Зеландия.

Умер 19 октября 1937 года, Кембридж, Великобритания.

Нобелевская премия по химии 1908 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За проведенные им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ».

Когда пишешь статью о нобелевском лауреате, существует два особенно трудных случая. Первый вариант: о нашем герое известно очень мало, и приходится заниматься отдельным поиском, чтобы набрать материала на статью. Второй вариант: наш герой сверхзнаменит, имя его стало нарицательным, а воспоминания очевидцев часто противоречат друг другу. И тут возникает другой вопрос — вопрос выбора. Наш сегодняшний случай — именно такой. Очень мало лауреатов, которые настолько известны, как наш персонаж. Еще меньше — получивших Нобелевскую премию так, что сама номинация в его случае стала самым ярким случаем троллинга в истории науки. Хотя в том далеком 1908 году «троллингом» могли назвать разве что музыкальную сценку авторства Эдварда Грига. Но как еще можно назвать премию по химии, врученную физику до мозга костей, который сам неоднократно подчеркивал, что все науки «делятся на физику и коллекционирование марок»? С другой стороны, именем этого человека в разное время назывались целых три химических элемента. Вы уже догадались, кто наш герой? Разумеется, это он, первый новозеландский нобелевский лауреат, сэр Эрнест Резерфорд. Он же — с легкой руки будущего советского нобелевского лауреата и своего ученика Петра Капицы — Крокодил.

A372d358849561edcd6b2ba5b47e94ef10c9bf46
Юный Эрнест Резерфорд
Wikimedia Commons

Резерфорда можно считать счастливцем. Родившись дальше, чем в провинции, не в Девоншире каком-нибудь, не в Эдинбурге, не в Сиднее и даже не в Веллингтоне, а в новозеландской провинции, в фермерской семье, он сумел пробиться. Однако стипендию имени Всемирной выставки 1851 года для одаренных провинциалов наш герой получил лишь тогда, когда тот, кому ее присудили ранее, отказался.

Тем не менее Рубикон был перейден (так он писал своей невесте), деньги на пароход заняты, и с прототипом детектора радиоволн (примерно то же самое делали Маркони и Попов) Резерфорд отправился в Англию. Денег на то, чтобы разрабатывать детектор, ему не дали: все свои средства почта Британии поставила на Маркони, который получит Нобелевскую премию через год после Резерфорда. И новозеландец записался в Кавендишскую лабораторию при Кембридже.

Мало кто знает, что знаменитая Кавендишская лаборатория названа по имени не химика Генри Кавендиша (который был 2-м герцогом Девонширским), а его родственника, 7-го герцога Девонширского, Уильяма Кавендиша, канцлера Кембриджа, который пожертвовал денег на открытие лаборатории. Такой вот английский мегагрант. Между прочим, весьма успешный: на настоящий момент 29 сотрудников этого проекта получили Нобелевские премии (включая нашего Капицу).

208c84c548201ef4ffb1c65f5e3f255c03547a79
Уильям Кавендиш, 7-й герцог Девонширский
Wikimedia Commons

Резерфорд стал докторантом у самого Дж.Дж. Томсона, первооткрывателя электрона (Томсон — лауреат «физического нобеля» 1906 года, но не за электрон, а за исследования прохождения токов в газах). И поучаствовал в нобелевских работах своего научного руководителя. А дальше можно просто перечислять лишь основные достижения Резефорда — великого экспериментатора и физика (доктор Эндрю Бальфур дал едкое определение-признание Резерфорду: «Мы заполучили дикого кролика из страны антиподов и он роет глубоко»).

Вместе с Томсоном он изучал ионизацию газов рентгеновским излучением. В 1898 году он выделил из радиоактивного излучения «альфа-лучи» и «бета-лучи». Сейчас мы знаем, что это ядра гелия и электроны. Кстати, химической природе альфа-лучей посвящена Нобелевская лекция Резерфорда.

16cfe228251f4fa8b916a1868d769cdc44a52ef8
Эккспериментальная установка по разделению радиоактивного излучения на альфа-, бета- и гамма-составляющие
Wikimedia Commons

В 1901—1903 годах вместе с будущим нобелиатом по химии 1921 года, Фредериком Содди, Резерфорд открыл естественные превращения элементов при радиоактивном распаде (за это наш герой и получил «Нобеля», так что все законно, ведь химия — это наука о превращении веществ друг в друга). При этом была открыта «эманация тория», газообразный радон-220, и сформулирован закон радиоактивного распада.

B58bff0ded4e1a32cb7ce62e1ac59e9df963f27c
Фредерик Содди
Wikimedia Commons

Дальше — больше. В 1908 году вместе с учеником Гансом Гейгером (тоже нобелиатом) он создал счетчик альфа-частиц (счетчик Гейгера) и в том же году получил Нобелевскую премию.

Cef3174d6c20f3ba8a5a3cc015de321e208866bf
Ганс Гейгер и Эрнест Резерфорд
Wikimedia Commons

Но самый известный свой эксперимент он (точнее, его ученики Гейгер и Мардсен) провел в 1909 году. Исследование прохождения альфа-частиц сквозь золотую фольгу абсолютно неожиданно для всех показало, что некоторые ядра гелия отбрасываются обратно. «Как если бы вы стреляли 15-дюймовым снарядом в кусок тонкой бумаги, а снаряд возвратился бы к вам и нанес удар», — писал Резерфорд. Так было открыто атомное ядро и появилась планетарная модель атома, в которой электроны вращаются вокруг ядра, а модель Томсона, которая называлась «пудинг с изюмом», была отброшена.

C27581e402286505915decc9a0d0111931a736e2
Как проходили бы альфа-частицы через атомы Томсона (ожидаемый результат эксперимента) и какие результаты наблюдались в реальности
Wikimedia Commons

Предложить такую модель было совершенным безумием. Потом выяснилось, что о планетарной модели атома задумывался, например, Эйнштейн, но не решился ее разрабатывать, ведь всем ясно, что рано или поздно электроны должны падать на ядро.

Во время Первой мировой войны Резерфорд работал над детектированием вражеских подлодок (он служил офицером связи). Война же нанесла нашему герою и страшный удар: на фронте погиб талантливейший его ученик — Генри Мозли.

E3cc01a758e0ddb72547cb106a262207edd892f1
Генри Мозли
Wikimedia Commons

В 1917 году Резерфорд начинает эксперименты по искусственному превращению элементов. Два года спустя эти эксперименты успешно завершились: в 1919 году в том же журнале Philosophical Magazine, где он с Содди рассказал о превращении элементов при естественном радиоактивном распаде, вышла статья «Аномальный эффект в азоте», в которой сообщалось о первом искусственном превращении элементов). В 1920 году Резерфорд предсказал существование нейтрона (его потом открыл ученик Резерфорда Чедвик).

A547f98e8baa43ec28ff3ed41fc237c72ec18e45
Сэр Джеймс Чедвик
Wikimedia Commons

Во время войны Резерфорд стал и дворянином. Несмотря на то, что удар мечом Резерфорд получил от короля в 1914 году, бароном Резерфордом Нельсоном он официально стал только в 1931-м, с утверждением соответствующего герба. На гербе — птица киви, символ Новой Зеландии, и две экспоненциальные кривые, показывающие, как убывает со временем количество радиоактивных атомов при радиоактивном распаде. Он телеграфировал по подводному кабелю восьмидесятивосьмилетней матери: «Итак — лорд Резерфорд. Заслуга более твоя, чем моя. Люблю, Эрнест».

Ba82823f7645c7108da4211faa60faf4c259ce45
Герб Резерфорда, барона Нельсона
Wikimedia Commons

Но самое важное наследие сэра Эрнеста — это, конечно, его школа. 12 учеников его стали Нобелевскими лауреатами, включая нашего соотечественника, Петра Капицу, которого отослали в Англия по большому счету затем, чтобы тот пришел в себя после смерти в одну страшную зиму жены, отца и двух маленьких детей.

21d6354cdb699289faad4f680eaa0fb6c4d03fcd
Резерфорд в лаборатории Капицы в Кембридже
Wikimedia Commons

Капица стал действительно любимым и лучшим учеником Резерфорда в послевоенный период. Как мы уже говорили, именно он дал прозвище «Крокодил» шефу. Как пояснял сам Капица, это животное никогда не поворачивает назад и потому может символизировать Резерфордовскую проницательность и его стремительное продвижение вперед, а в России на крокодила смотрят со смесью ужаса и восхищения. Говорят, именно уход Капицы (а точнее, невозможность вернуться в Кембридж) разрушительно подействовали на Резерфорда и лабораторию.

Ffa2c9b85d02134e45c2266d795ec2d8c5706618
Изображение крокодила на стене лаборатории
Wikimedia Commons

Крокодил скончался в 1937 году совсем молодым по нашим меркам, всего в 66 лет, и памятное слово над ним произнес старенький его научрук — Джей-Джей Томсон. Последняя книга, которую он выпустил, была научно-популярной. «Современная алхимия» — понятно, о чем.

Если писать о памяти и чествовании нашего героя, то один список будет длиннее нашей статьи. Могила в Вестминстерском аббатстве рядом с Ньютоном, астероид Резерфордия… Почетное членство и множество наград. Странно только, что у него лишь одна Нобелевская премия, остальные достались его ученикам.

Отдельная и почти детективная история связана с увековечиванием имени Крокодила в таблице Менделеева. Какое-то время резерфордием был 106 элемент (ныне — сиборгий) и 103-й (лоуренсий), но после долгих споров американцев и россиян о названиях и приоритетах, по окончательному и бесповоротному решению IUPAC, резерфордием стал 104 элемент таблицы Менделеева, впервые синтезированный в Дубне.

А закончить мне хочется словами субдекана Вестминстерского аббатства во время службы по усопшему барону Резерфорду Нельсону, понятно к кому обращенными: «Мы благодарим Тебя за труды и дни брата нашего Эрнеста».

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое