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BIOGRAPHIES DE GRANDS SCIENTIFIQUES
Ernest Rutherford. Biographie d'un scientifique
Annuaire / Biographies de grands scientifiques
Ernest Rutherford est né le 30 août 1871 près de la ville de Nelson (Nouvelle-Zélande) dans la famille d'un migrant d'Ecosse. Ernest était le quatrième de douze enfants. Sa mère travaillait comme institutrice rurale. Le père du futur scientifique a organisé une entreprise de menuiserie. Sous la direction de son père, le garçon a reçu une bonne formation pour le travail dans l'atelier, ce qui l'a ensuite aidé dans la conception et la construction d'équipements scientifiques. Après avoir été diplômé de l'école de Havelock, où la famille vivait à l'époque, il a reçu une bourse pour poursuivre ses études au Nelson Provincial College, où il est entré en 1887. Deux ans plus tard, Ernest a réussi l'examen au Canterbury College, une branche de l'Université de Nouvelle-Zélande à Crichester. Au collège, Rutherford a été fortement influencé par ses professeurs : E. W. Bickerton, qui enseignait la physique et la chimie, et J. H. H. Cook, un mathématicien. Après avoir obtenu un baccalauréat ès arts en 1892, Rutherford est resté au Canterbury College et a poursuivi ses études grâce à une bourse en mathématiques. L'année suivante, il devient maître ès arts, après avoir réussi les examens de mathématiques et de physique avec les meilleurs de tous. Ses travaux de maîtrise portaient sur la détection des ondes radio à haute fréquence, dont l'existence a été prouvée il y a une dizaine d'années. Afin d'étudier ce phénomène, il a construit un récepteur radio sans fil (quelques années avant Marconi) et avec lui a reçu des signaux transmis par des collègues à une distance d'un demi-mille. En 1894, son premier ouvrage imprimé, Magnetization of Iron by High-Frequency Discharges, paraît dans les New Zealand Philosophical Institute Proceedings. En 1895, une bourse d'études scientifiques est vacante, le premier candidat à cette bourse est refusé pour des raisons familiales, le deuxième candidat est Rutherford. Arrivé en Angleterre, Rutherford reçoit une invitation de J. J. Thomson pour travailler à Cambridge dans le laboratoire Cavendish. Ainsi commença le parcours scientifique de Rutherford. Thomson a été profondément impressionné par les recherches de Rutherford sur les ondes radio et, en 1896, il a proposé d'étudier conjointement l'effet des rayons X sur les décharges électriques dans les gaz. La même année paraît l'ouvrage conjoint de Thomson et Rutherford "Sur le passage de l'électricité à travers les gaz soumis à l'action des rayons X". Le dernier article de Rutherford "Le détecteur magnétique des ondes électriques et certaines de ses applications" est publié l'année prochaine. Après cela, il concentre entièrement ses efforts sur l'étude d'une décharge gazeuse. En 1897, paraît son nouvel ouvrage "Sur l'électrisation des gaz exposés aux rayons X, et sur l'absorption des rayons X par les gaz et les vapeurs". Leur collaboration a été couronnée de résultats significatifs, dont la découverte par Thomson de l'électron, une particule atomique qui porte une charge électrique négative. Sur la base de leurs recherches, Thomson et Rutherford ont émis l'hypothèse que lorsque les rayons X traversent un gaz, ils détruisent les atomes de ce gaz, libérant un nombre égal de particules chargées positivement et négativement. Ils ont appelé ces particules des ions. Après ces travaux, Rutherford se lance dans l'étude de la structure atomique. En 1898, Rutherford accepta un poste de professeur à l'Université McGill de Montréal, où il entreprit une série d'expériences importantes concernant l'émission radioactive de l'élément uranium. Rutherford, au cours de ses expériences très laborieuses, était assez souvent pris d'une humeur découragée. Après tout, malgré tous ses efforts, il n'a pas reçu suffisamment de fonds pour construire les instruments nécessaires. Rutherford a construit une grande partie de l'équipement nécessaire aux expériences de ses propres mains. Il a travaillé assez longtemps à Montréal - sept ans. L'exception était 1900, lorsque, lors d'un bref voyage en Nouvelle-Zélande, Rutherford épousa Mary Newton. Plus tard, ils ont eu une fille. Au Canada, il fait des découvertes fondamentales : il découvre l'émanation du thorium et démêle la nature de la radioactivité dite induite ; avec Soddy, il a découvert la désintégration radioactive et sa loi. Ici, il a écrit le livre "Radioactivité". Dans leur ouvrage classique, Rutherford et Soddy ont abordé la question fondamentale de l'énergie des transformations radioactives. En calculant l'énergie des particules alpha émises par le radium, ils concluent que "l'énergie des transformations radioactives est au moins 20 000 fois, et peut-être un million de fois supérieure à l'énergie de toute transformation moléculaire." Rutherford et Soddy ont conclu que "l'énergie, cachée dans l'atome, est plusieurs fois supérieure à l'énergie libérée lors de la transformation chimique habituelle. Cette énorme énergie, à leur avis, devrait être prise en compte "lors de l'explication des phénomènes de la physique spatiale". En particulier, la constance de l'énergie solaire peut s'expliquer par le fait que "des processus de transformation subatomique se déroulent sur le Soleil". Impossible de ne pas s'étonner de la clairvoyance des auteurs, qui entrevoient dès 1903 le rôle cosmique de l'énergie nucléaire. Cette année fut l'année de la découverte de cette nouvelle forme d'énergie, dont Rutherford et Soddy parlaient avec tant de certitude, l'appelant énergie intra-atomique. La portée des travaux scientifiques de Rutherford à Montréal est énorme, il a publié 66 articles, à la fois personnellement et conjointement avec d'autres scientifiques, sans compter le livre "Radioactivity", qui a fait la renommée de Rutherford en tant que chercheur de premier ordre. Il reçoit une invitation à prendre la chaire à Manchester. Le 24 mai 1907, Rutherford retourna en Europe. Une nouvelle période de sa vie commence. À Manchester, Rutherford a lancé une activité vigoureuse, attirant de jeunes scientifiques du monde entier. L'un de ses collaborateurs actifs était le physicien allemand Hans Geiger, le créateur du premier compteur de particules élémentaires (compteur Geiger). E. Marsden, K. Fajans, G. Moseley, G. Hevesy et d'autres physiciens et chimistes ont travaillé avec Rutherford à Manchester. Niels Bohr, arrivé à Manchester en 1912, rappellera plus tard cette période : « A cette époque, un grand nombre de jeunes physiciens de différents pays du monde étaient regroupés autour de Rutherford, attirés par son extraordinaire talent de physicien et ses rares capacités de physicien. organisateur d'une équipe scientifique." En 1908, Rutherford a reçu le prix Nobel de chimie "pour ses recherches sur la désintégration des éléments dans la chimie des substances radioactives". Dans son discours d'ouverture au nom de l'Académie royale des sciences de Suède, K. B. Hasselberg a souligné le lien entre les travaux menés par Rutherford et les travaux de Thomson, Henri Becquerel, Pierre et Marie Curie. "Les découvertes ont conduit à une conclusion surprenante : un élément chimique... est capable de se transformer en d'autres éléments", a déclaré Hasselberg. Dans sa conférence Nobel, Rutherford a noté: "Il y a tout lieu de croire que les particules alpha, qui sont si librement émises par la plupart des substances radioactives, sont identiques en masse et en composition et doivent être constituées de noyaux d'atomes d'hélium. Nous, par conséquent, ne peut que conclure que les atomes des éléments radioactifs de base, tels que l'uranium et le thorium, doivent être construits, au moins en partie, à partir d'atomes d'hélium." Après avoir reçu le prix Nobel, Rutherford a commencé à étudier le phénomène observé lorsqu'une plaque de fine feuille d'or était bombardée de particules alpha émises par un élément aussi radioactif que l'uranium. Il s'est avéré qu'à l'aide de l'angle de réflexion des particules alpha, il est possible d'étudier la structure des éléments stables qui composent la plaque. Selon les idées alors acceptées, le modèle de l'atome ressemblait à un pudding aux raisins secs: les charges positives et négatives étaient uniformément réparties à l'intérieur de l'atome et ne pouvaient donc pas modifier de manière significative la direction du mouvement des particules alpha. Rutherford, cependant, a remarqué que certaines particules alpha déviaient de la direction attendue dans une bien plus grande mesure que ne le permettait la théorie. Travaillant avec Ernest Marsden, étudiant à l'Université de Manchester, le scientifique a confirmé qu'un assez grand nombre de particules alpha sont déviées plus loin que prévu, certaines à plus de 90 degrés. Réflexion sur ce phénomène. Rutherford a proposé un nouveau modèle de l'atome en 1911. Selon sa théorie, aujourd'hui largement acceptée, les particules chargées positivement sont concentrées dans le centre lourd de l'atome, et les particules chargées négativement (électrons) sont en orbite autour du noyau, à une assez grande distance de celui-ci. Ce modèle, comme le petit modèle du système solaire, implique que les atomes sont constitués principalement d'espace vide. La reconnaissance généralisée de la théorie de Rutherford a commencé lorsque le physicien danois Niels Bohr a rejoint les travaux du scientifique à l'Université de Manchester. Bohr a montré qu'en termes de structure proposée par Rutherford, les propriétés physiques bien connues de l'atome d'hydrogène, ainsi que les atomes de plusieurs éléments plus lourds, pouvaient être expliquées. Le travail fructueux du groupe Rutherford à Manchester est interrompu par la Première Guerre mondiale. La guerre a dispersé l'équipe amicale dans différents pays en guerre les uns contre les autres. Moseley, qui venait de se faire connaître grâce à une découverte majeure dans la spectroscopie à rayons X, est tué, Chadwick languit en captivité allemande. Le gouvernement britannique a nommé Rutherford membre de "l'état-major de l'amiral des inventions et de la recherche" - une organisation créée pour trouver des moyens de combattre les sous-marins ennemis. Dans le laboratoire de Rutherford, des recherches ont donc commencé sur la propagation du son sous l'eau afin de fournir une justification théorique pour déterminer l'emplacement des sous-marins. Ce n'est qu'à la fin de la guerre que le scientifique a pu reprendre ses recherches, mais dans un lieu différent. Après la guerre, il retourna au laboratoire de Manchester et fit en 1919 une autre découverte fondamentale. Rutherford a réussi à réaliser artificiellement la première réaction de transformation des atomes. En bombardant des atomes d'azote avec des particules alpha. Rutherford a découvert que cela produisait des atomes d'oxygène. Cette nouvelle observation était une autre preuve de la capacité des atomes à se transformer. Dans ce cas, dans ce cas, un proton est libéré du noyau de l'atome d'azote - une particule qui porte une charge positive unitaire. À la suite des recherches menées par Rutherford, l'intérêt des spécialistes de la physique atomique pour la nature du noyau atomique s'est fortement accru. En 1919, Rutherford s'installe à l'Université de Cambridge, succédant à Thomson en tant que professeur de physique expérimentale et directeur du Laboratoire Cavendish, et en 1921, il prend le poste de professeur de sciences naturelles à la Royal Institution de Londres. En 1925, le scientifique a reçu l'Ordre britannique du mérite. En 1930, Rutherford a été nommé président du conseil consultatif du gouvernement au Bureau de la recherche scientifique et industrielle. En 1931, il reçoit le titre de Lord et devient membre de la Chambre des Lords du Parlement anglais. Rutherford s'est efforcé de faire en sorte que l'approche scientifique de l'accomplissement de toutes les tâches qui lui étaient confiées contribue à la multiplication de la gloire de sa patrie. Il a constamment et avec beaucoup de succès prouvé dans des organes faisant autorité la nécessité d'un soutien général de l'État pour les travaux scientifiques et de recherche. Au sommet de sa carrière, le scientifique a attiré de nombreux jeunes physiciens talentueux pour travailler dans son laboratoire de Cambridge, notamment P. M. Blackett, John Cockcroft, James Chadwick et Ernest Walton. Le scientifique soviétique Kapitsa a également visité ce laboratoire. Dans l'une des lettres, Kapitsa appelle Rutherford le Crocodile. Le fait est que Rutherford avait une voix forte et qu'il ne savait pas comment la gérer. La voix puissante du maître, qui a rencontré quelqu'un dans le couloir, a averti ceux qui se trouvaient dans les laboratoires de son approche, et les employés ont eu le temps de "rassembler leurs pensées". Dans « Memoirs of Professor Rutherford », Kapitsa écrit : « Il était d'apparence plutôt dense, plus grand que la moyenne, ses yeux étaient bleus, toujours très joyeux, son visage était très expressif. Il était mobile, sa voix était forte, il ne savait pas comment bien le moduler ", tout le monde le savait, et par l'intonation il était possible de juger si le professeur était dans l'esprit ou non. Dans toute sa manière de communiquer avec les gens, sa sincérité et sa spontanéité étaient immédiatement évidentes dès le premier mot. Ses réponses étaient toujours brèves, claires et précises : « Quand on lui disait quelque chose, il réagissait immédiatement, quel qu'il soit. Bien que cela ait laissé à Rutherford lui-même moins de temps pour des travaux de recherche actifs, son profond intérêt pour la recherche en cours et son leadership clair ont aidé à maintenir un niveau élevé de travail effectué dans son laboratoire. Rutherford avait la capacité de révéler les problèmes les plus importants de sa science, faisant des liens encore inconnus de la nature un sujet de recherche. En plus de son don inhérent de prévoyance en tant que théoricien, Rutherford avait un côté pratique. C'est grâce à elle qu'il a toujours été précis dans l'explication des phénomènes observés, aussi insolites qu'ils puissent paraître à première vue. Les étudiants et les collègues se sont souvenus du scientifique comme d'une personne gentille et gentille. Ils ont admiré son extraordinaire façon de penser créative, rappelant comment il disait joyeusement avant le début de chaque nouvelle étude : "J'espère que c'est un sujet important, car il y a encore tellement de choses que nous ne savons pas." Préoccupé par la politique menée par le gouvernement nazi d'Adolf Hitler, Rutherford devint en 1933 président de l'Academic Relief Council, créé pour aider ceux qui fuyaient l'Allemagne. Presque jusqu'à la fin de sa vie, il se distingua par une bonne santé et mourut à Cambridge le 19 octobre 1937, après une courte maladie. En reconnaissance de ses réalisations exceptionnelles dans le développement de la science, le scientifique a été enterré à l'abbaye de Westminster. Auteur : Samin D.K.
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