« Nella scienza esiste solo la Fisica; tutto il resto è collezione di francobolli.»
(Ernest Rutherford)
Ernest Rutherford è stato un chimico e fisico neozelandese (in seguito naturalizzato britannico) che vinse il Premio Nobel per la Chimica nel 1908.
Grazie ai suoi studi fu il precursore della teoria orbitale dell’atomo (scoprì il cosiddetto “scattering Rutherford”, con l’esperimento della lamina d’oro sottile). E’ oggi comunemente considerato il padre della fisica nucleare.
Nasce il 30 agosto del 1871 a Brightwater, nei pressi di Nelson, in Nuova Zelanda. Dopo avere frequentato il Nelson College, si iscrive al Canterbury College, ottenendo tre diplomi.
Impegnato nella ricerca nel campo della tecnologia elettrica, a ventiquattro anni si trasferisce in Gran Bretagna, per dedicarsi a studi post-laurea al Laboratorio Cavendish dell’Università di Cambridge, dove rimane per tre anni, complice l’iscrizione al Trinity College.
Rutherford consegue, tra l’altro, il primato mondiale relativo alla distanza di rilevazione delle onde radiofoniche e conia le espressioni “raggi alfa” e “raggi beta” nel corso delle sue investigazioni a proposito della radioattività.
Nel 1898, ad appena ventisette anni, viene nominato alla cattedra di fisica di un’università canadese, la McGill University, dove inizia a lavorare alle ricerche che, nel 1908, gli permetteranno di ricevere il Premio Nobel per la Chimica, dopo essere riuscito a dimostrare che la radioattività non è che la disintegrazione spontanea degli atomi.
Il nucleo degli atomi e l’età della Terra
Il merito di Ernest Rutherford è quello di rendersi conto che in un campione di materiale radioattivo metà del campione decade sempre nello stesso arco di tempo – è il cosiddetto tempo di dimezzamento -, trasformando tale osservazione in un’applicazione pratica del fenomeno, attraverso il ricorso al tasso costante di decadimento come un orologio, da utilizzare per capire l’età della Terra.
Proprio grazie a questa intuizione lo studioso neozelandese riesce, quindi, a capire che il nostro pianeta è decisamente più anziano rispetto a quel che ritengono quasi tutti gli scienziati a lui contemporanei.
Dopo avere assunto la cattedra di Fisica presso la Victoria University of Manchester, Rutherford scopre l’esistenza del nucleo atomico degli atomi. Nel 1919 è il primo uomo in grado di trasmutare un elemento chimico in un altro elemento chimico: ci riesce con l’azoto, che attraverso una reazione nucleare viene trasmutato in un isotopo di ossigeno.
Le scoperte successive
Lavorando fianco a fianco con Niels Bohr, che aveva dato vita a un modello atomico per il quale gli elettroni, come in un sistema planetario, si muovono in orbite ellittiche o circolari, Ernest Rutherford propone un’ipotesi sull’esistenza di particelle neutre, vale a dire i neutroni, in grado di equilibrare l’effetto repulsivo dei protoni (e, nello specifico, delle loro cariche positive), attraverso un aumento delle loro forze nucleari attrattive, in modo che i nuclei degli atomi pesanti riescano a non disintegrarsi.
Tornato al Laboratorio Cavendish in qualità di direttore nel 1917, eleva il livello della struttura al punto che vengono assegnati Premi Nobel a James Chadwick, a John Cockcroft e Ernest Walton e a Edward Victor Appleton, rispettivamente per la scoperta del neutrone, per la scissione dell’atomo tramite un acceleratore di particelle e per la dimostrazione dell’esistenza della ionosfera.
Nel 1926 Ernest Rutherford pubblica “The electrical structure of matter”, mentre nel 1933 dà alle stampe “The artificial transmutation of the elements”. Dopo essere stato nominato Barone Rutherford di Nelson di Cambridge, nella Contea di Cambridge, e aver pubblicato “The newer alchemy”, il padre della fisica nucleare, oltre che precursore della teoria orbitale dell’atomo, muore il 19 ottobre del 1937 all’età di 66 anni.
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