ארנסט רתרפורד

לורד ארנסט רתרפורד (באנגלית: Ernest Rutherford‏; 30 באוגוסט 1871 – 19 באוקטובר 1937) היה פיזיקאי בריטי יליד ניו זילנד, מגלה הסיבות לרדיואקטיביות, ממקדמי גילוי מבנה האטום וחתן פרס נובל לכימיה לשנת 1908, "על מחקריו במבנה האטום ובכימיה של חומרים רדיואקטיביים". נחשב לאבי הפיזיקה הגרעינית. נשיא החברה המלכותית 1925–1930. רתרפורד נולד בעיירה ברייטווטר (Brightwater) הסמוכה לעיר נלסון שבאי הדרומי של ניו זילנד. אביו ג'יימס הגיע בגיל 4 לניו זילנד מסקוטלנד והיה יצרן פשתן, ואמו מתילדה הגיעה בגיל 13 מאנגליה והייתה מורה. בשנת 1890 זכה במלגה ולמד באוניברסיטת ניו זילנד שבקרייסטצ'רץ' מתמטיקה, לטינית ופיזיקה ושיחק בנבחרת הרגבי. בשנת 1893 זכה בתואר שני כפול בהצטיינות בפיזיקה ובפיזיקה מתמטית. בשנת 1895 קיבל מלגה ללמודים באוניברסיטת קיימברידג' ושם הצטרף לפרופסור ג'יי ג'יי תומסון מגלה האלקטרון במעבדת קוונדיש. התמחה ברדיואקטיביות וגילה בשנת 1899 שלקרינה רדיואקטיבית יש שתי צורות אותן כינה קרינת אלפא וקרינת בטא. בשנת 1898 קיבל משרת הוראה באוניברסיטת מקגיל שבמונטריאול, קנדה, שם עבד עם הכימאי פרדריק סודי, לימים חתן פרס נובל לכימיה לשנת 1921. בשנת 1900 חזר לניו זילנד על מנת להינשא לג'ורג'ינה ניוטון. לזוג נולדה בת אחת. רתרפורד המשיך במחקריו על הרדיואקטיביות בקנדה. הוא גילה גז אציל חדש שהתגלה כאיזוטופ של היסוד הרדיואקטיבי רדון ושקבל את השם תורון (thoron), ופרסם ספר בשם "רדיואקטיביות" בשנת 1904. על מחקריו אלו קיבל רתרפורד את פרס נובל לכימיה בשנת 1908. רתרפורד היה משועשע מהעובדה שזכה לפרס בכימיה ואמר לחבריו כי "הטרנספורמציה המהירה ביותר שהוא מכיר היא הפיכתו מפיזיקאי לכימאי". משהבחין שעופרת היא תוצר התפרקות סופי של אורניום, רתרפורד העלה השערה שמדידת הכמויות היחסיות וקצב ההתפרקות של אטומי האורניום יאפשרו לתארך מינרלים וכתוצאה מכך, טכניקה זו הקטינה את הגיל המשוער של כדור הארץ. שימוש בתיארוך רדיומטרי של ממצאים גאולוגיים הוא מיסודות הגאולוגיה המודרנית. בהיותו בקנדה קיבל רתרפורד הצעות מאוניברסיטאות בארצות הברית, מה שאילץ את אוניברסיטת מקגיל להגדיל את שכרו בהתמדה. בסופו של דבר רתרפורד שאף לחזור לבריטניה שהייתה אז מרכז המחקר העיקרי. ואכן בשנת 1907 משהתפנתה משרת יו"ר הקתדרה לפיזיקה באוניברסיטת ויקטוריה של מנצ'סטר עבר רתרפורד לנהל אותה. רתרפורד הוכיח כי קרינת אלפא היא בעצם גרעין אטום הליום ויחד עם תלמידו האנס גייגר ביסס את העיקרון החשמלי לאיתור חלקיקים בודדים הנפלטים מאטומים רדיואקטיביים. מה שהניח בסופו של דבר את היסוד לפיתוחו של מונה גייגר. עיקרון זה אפשר לו לחשב קבועים פיזיקליים חשובים כגון מספר אבוגדרו. שנת 1911 הייתה אחת המוצלחות מבחינתו. ניסויים שערך תלמידו ארנסט מרסדן בפיזור חלקיקי אלפא במעברם דרך רדיד זהב הביאו אותו לתגלית שרוב המסה של האטום מרוכזת בגרעין, המהווה פחות מאלפית מרדיוס האטום כולו. נילס בוהר הדני שעבד עם רתרפורד השלים את התמונה כשמיקם את האלקטרונים במסלול יציב מסביב לגרעין (ראה מודל בוהר). בשנת 1914 קיבל רתרפורד תואר לורד. בשנות מלחמת העולם הראשונה עסק בפיתוח אמצעים לאיתור צוללות, רשם פטנט על הידרופון פיזואלקטרי ואף נשלח לארצות הברית להרצות על הנושא. בסוף מלחמת העולם הראשונה חזר לעסוק במחקר. תוך ניסוי של הפגזת אטומים קלים בחלקיקי אלפא הוא הצליח לגרום לאטומי חנקן להפוך לאטומי חמצן. בכך היה לאדם הראשון שהצליח להפוך יסוד אחד ליסוד אחר, והגשים את חלום האלכימאים. החל משנת 1919 שימש כמנהל מעבדת המחקר קוונדיש שבקיימברידג'. בהנהלתו הפכה המעבדה לחממה לתגליות, בין השאר גילוי הנייטרון על ידי ג'יימס צ'דוויק בשנת 1932. אחד עשר מתלמידיו של רתרפורד זכו בפרס נובל. בשנים 1925–1930 כיהן כנשיא החברה המלכותית. בחייו הפרטיים אירעה טרגדיה כשבתו היחידה איליין מתה בעת שילדה את בנה הרביעי בשנת 1930. שנה אחר כך זכה רתרפורד לתואר אצולה ובחר בתואר "לורד רתרפורד מנלסון". ארנסט רתרפורד מת בגיל 66 מסיבוכים של בקע. רוב הסיכויים שהיה ניתן להציל את חייו, אך עקב פרסומו הרב הזעיקו לנתחו רופא מנתח בכיר שהגיע אליו תוך שמונה שעות; אך בפרק זמן זה קטע המעי הפגוע לא קיבל אספקת דם, ולא נותר הרבה לעשות להצילו. אפרו הוטמן בכנסיית וסטמינסטר שבלונדון. לזכרו הונפקו בולים בכמה מדינות, ודיוקנו מתנוסס על שטר של 100 דולר ניו זילנדי. על שמו היסוד שמספרו האטומי 104 רתרפורדיום. ניסוי רתרפורד פליקס דותן, אל הכוכבים – מאטומים עד חורים שחורים, הוצאת מאגנס, 2001, פרק 7 עמ' 129–178. פליקס דותן, המעלית של איינשטיין – מדענים ששינו את העולם, תמר הוצאה לאור, 2003, עמ' 91, 133-135. ארנסט רתרפורד, באתר פרס נובל (באנגלית) ארנסט רתרפורד, באתר פרויקט הגנאלוגיה במתמטיקה Ernest Rutherford איתי נבו, אבי הפיזיקה הגרעינית בתאריך 24 בדצמבר 2014, בארכיון האינטרנט, המאור הקטן, רשת ב'. אבני דרך, עשר התגליות הגדולות בפיזיקה ובאסטרונומיה, באתר ifeel איתי נבו, כותרת: הניו-זילנדי שפיצח את האטום, במדור "היום לפני במדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 30 באוגוסט 2016 ארנסט רתרפורד, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) ארנסט רתרפורד, באתר "Find a Grave" (באנגלית) כתבי ארנסט רתרפורד בפרויקט גוטנברג (באנגלית) Ernest Rutherford, nobelprize.org