Ernest Rutherford

**Ernest Rutherford, Nelsongo lehenengo baroia** (Brightwater, Tasman eskualdea, Zeelanda Berria, 1871ko abuztuaren 30a - Cambridge, Ingalaterra, 1937ko urriaren 19a) fisika nuklearraren aita izan zen. Alfa (α), beta partikula (β) eta gamma (γ) azaltzeaz gain, erradiazioak elementuen desintegratzea zekartzala ere azaldu zuen, eta, horregatik, 1908an, kimika Nobel saria eman zioten. Atomoen teoria orbitalaren aitzindaria izan zen urre xafla saiakuntzan gertatutako Rutherford sakabanaketan oinarrituta. Lehen transmutazio artifiziala lortu zuen Frederick Soddy dizipuluaren laguntzarekin (Soddyk, bere ibilbidean, Kimika Nobel saria jaso zuen 1921ean, isotopoei buruzko lanengatik).

Rutherfordek atomoaren inguruan egindako ikerketa eta aurkikuntzak dira Darwinek eboluzio teorian, Newtonek mekanikan, Faradayk elektrizitatean edo Einsteinek erlatibitatean egindakoen parekoak.

Bere bizitzaren lehen zatian, ikerketara dedikatu zen erabat, eta, bigarren zatia, irakaskuntzan eman zuen, Cambridgeko Cavendish Laborategiak zuzentzen, non neutroia aurkitu zen. Besteak beste, Niels Bohr eta Otto Hahnen maisua izan zen.

## Biografia 
Rutherford Spring Groven jaio zen, (gaur egun Brightwater) Zeelanda Berrian. Aita, James, eskoziar jatorrikoa, baserritarra eta mekanikaria zen, eta ama, Martha Thompson, Ingalaterran jaioa, maistra zen, ezkondu aurretik emigratu zuena. Biek heziketa ona eman nahi zieten seme-alabei, eta ikasten jarrai zezaten ahalegindu.

Rutherford oso goiz nabarmendu zen bere jakin-minagatik eta aritmetikarako zuen gaitasunagatik. Gurasoek eta maisuak asko animatu zuten, eta ikasle bikaina izan zen; horri esker, Nelson Collegen sartu ahal izan zen, non lau urtez egon zen. Errugbirako ere dohain handiak zituen, eta, horri esker, oso ospetsua zen eskolan. Azken urtean, ikasgai guztietan, lehen postuan amaitu zuen, eta, horri esker, unibertsitatean sartu zen Zeelanda Berrian, Canterbury Collegen; errugbian jarraitu zuen, eta zientzia eta hausnarketa klubetan ere parte hartu zuen.

Garai hartan hasi zen agertzen Rutherforden esperimentaziorako adorea: bere lehen ikerketek frogatu zuten burdina frekuentzia altuen bidez magnetiza zitekeela, eta, hori, berez, aurkikuntza bat zen. Emaitza akademiko bikainei esker, bost urtez jarraitu ahal izan zuen ikasten eta ikertzen unibertsitate horretan. Christchurchen lizentziatu zen, eta handik gutxira lortu zuen matematika ikasteko Zeelanda Berriko beka bakarra, eta, azken urtean, bere gastuak estali zituen maisu gisa lan eginez. Horrela, «Master of Arts» titulua lortu zuen, matematikan eta fisikan kalifikaziorik onenekin.

1894an, «Bachelor of Science» titulua lortu zuen, eta, horri esker, Cambridgeko unibertsitatean ikasteko beka bat irabazi zuen. 1895an, ikasketak bukatu ostean eta bi urtez teknologia elektrikoari buruz ikerketak egin eta gero, Rutherford Inglaterrako Cambridge Unibertsitateko Cavendish laborategira eskola-graduatu bat egitera joan zen, eta Britainia Handian jarraitu ahal izan zuen ikasten, Cambridgeko Cavendish laborategietan 1895etik aurrera, Joseph John Thomson elektroiaren aurkitzailearen zuzendaritzapean. Aukera hori lortu zuen itsasoz haraindiko lehen ikaslea izan zen. Zeelanda Berritik irten aurretik, Christchurcheko Mary Newton gaztearekin engaiatu zen. Urte batzuk geroago, Rutherfordek Thomson ordezkatuko zuen Cavendish laborategietan.

## Cambridge, 1895-1898
Lehenik eta behin, uhin hertziarrei buruzko ikerketek aurrera egin zuten, bai eta haiek urrutitik hartzeko ahalmenari  buruzkoak ere. Bere lanen aurkezpen bikaina egin zuen «Cambridge Physical Society»n, Royal Societyko *Philosophical Transactions*-en argitaratu zirenak. Hain ikertzaile gaztearentzat ez zen oso ohikoa, eta horrek ospea lortzeko balio izan zion.

1895eko abenduan, Thomsonekin lanean hasi zen X izpiek gas batean zuten eragina aztertzeko. X izpiek airea ionizatzeko gaitasuna zutela aurkitu zuten, partikula karga kantitate handiak, positiboak zein negatiboak sortzen zituela frogatu ahal izan zutelako eta partikula horiek birkonbinatu zitezkeela atomo neutroak sortzeko. Rutherfordek, berriz, ioien abiadura eta haien birkonbinazio tasa neurtzeko teknika bat asmatu zuen. Lan horiek bideratu zuten famarako bidean.

### Montreal, 1898-1907: erradioaktibitatea
1898an, Cambridgen hiru urte igaro ondoren, 27 urte zituela, fisikako katedra bat proposatu zioten Montrealgo McGill Unibertsitatean, berehala onartu zuena, katedrak emaztegaiarekin ezkontzeko aukera ematen baitzion, gainera.

1898an, Rutherford fisikari nagusi izendatu zuten Kanadako McGill unibertsitatean, eta bertan egin zuen 1908an kimika Nobel saria emango zion aurkikuntza: erradioaktibitatea atomoen berezko desintegratzea. Ideia horrek ordura arte atomoaren ezaugarri funtsezkoenetako bat apurtu zuen: atomoak izaera egonkorra duela. Handik gutxira, elektroiaren aurkikuntzarekin, atomoak erdibi ezinak direla ere frogatu zuen Rutherforden lankide Thomsonek.

Garai hartan (1896), Henri Becquerelek aurkitu zuen uranioak erradiazio ezezagun bat igortzen zuela: «uranio erradiazioa». 1899an, Rutherfordek funtsezko dokumentu bat argitaratu zuen, non erradiazio horiek airea ionizatzeko izan zezaketen modua aztertzen zuen, uranioa kargatutako bi xafla artean kokatuz eta pasatzen zen korrontea neurtuz. Hala, erradiazioen sartze-ahalmena aztertu zuen uranio-laginak hainbat lodieratako orri metalikoekin estaliz. Xaflen lodiera handitu ahala ionizazioa azkar gutxitzen hasten zela konturatu zen, baina, lodiera jakin batetik gora, gutxiago txikitzen zela. Hori dela eta, uranioak bi erradiazio ezberdin igortzen zituela ondorioztatu zuen, sartzeko ahalmen ezberdina zutelako. Hain sarkorra ez zen erradiazioari alfa erradiazioa deitu zion, eta, sarkorrenari, (eta nahitaez ionizazio txikiagoa eragiten zuenari, airea zeharkatzen baitzuen) beta erradiazioa.

1900ean, Rutherford Mary Newtonekin ezkondu zen. Ezkontza horretatik jaio zen 1901ean bere alaba bakarra, Eileen.

Garai hartan, Rutherfordek torioa aztertu zuen, eta uranioarentzat erabiltzen zuen gailu bera erabiliz konturatu zen laborategian ate bat irekitzeak nabarmen asaldatzen zuela esperimentua, airearen mugimenduek esperimentua alda ahalko balute bezala. Laster ondorioztatuko zuen torioak jario erradioaktiboa ere egozten duela, zeren, torioa inguratzen duen airea xurgatzean, ohartzen baita aire horrek erraz transmititzen duela korrontea, baita toriotik distantzia handira ere.

Halaber, torio jarioak hamar bat minutuz bakarrik direla erradioaktibo eta partikula neutroak direla konturatzen da. Inolako erreakzio kimikorik ez du erradioaktibitatea aldatzen, ezta baldintzak aldatuta ere (tenperatura, eremu elektrikoa). Era berean, partikula horien erradioaktibitatea esponentzialki murrizten dela konturatzen da, elektrodoen artean igarotzen den korronteak ere hori egiten baitu, eta, horrela, 1900ean, elementu erradioaktiboen aldia aurkitzen du. Montrealgo kimikari baten laguntzarekin, Frederick Soddy, 1902an ondorioztatu zuen torio jarioak benetan atomo erradioaktiboak direla, baina torio izan gabe, eta erradioaktibitateak elementuen desintegrazioa dakarrela.

Aurkikuntza hark zalaparta handia eragin zuen kimikarien artean, oso konbentzituta baitzeuden materiaren suntsiezintasunaren printzipioz. Garai hartako zientziaren zati handi bat kontzeptu horretan oinarritzen zen. Hori dela eta, aurkikuntza horrek benetako iraultza irudikatzen du. Hala ere, Rutherforden lanen kalitateak ez zuen zalantzarako tarterik uzten. Pierre Curiek berak bi urte behar izan zituen ideia onartzeko, nahiz eta Marie Curierekin egiaztatua zuen erradioaktibitateak masa galtzea eragiten zuela laginetan. Pierre Curieren iritziz, pisua galtzen zuten izaeraz aldatu gabe.

1903an, Rutherforden ikerketek Royal Societyren aitortza izan zuten, eta, 1904an, Rumford Domina eman zion. Ikerketen emaitza, 1904an, *Erradioaktibitatea* izeneko liburu batean laburbildu zuen, non azaltzen zuen erradioaktibitatea ez zutela kanpoko presio eta tenperatura baldintzek eragiten ezta erreakzio kimikoek ere, baina erreakzio kimiko batek baino bero emisio handiagoa eragiten zuela. Ezaugarri kimiko ezberdinak zituzten elementu berriak sortzen zirela ere azaltzen zuen, baita elementu erradioaktiboak desagertu egiten zirela ere.

Frederick Sodddyrekin batera kalkulatu zuen desintegrazio nuklearrak eragindako energia termikoaren emisioa erreakzio kimiko batek eragindakoa baino 20.000 eta 100.000 aldiz handiagoa zela. Era berean, energia horrrek explika zezakeela eguzkiak askatzen duen energia azaltzeko moduko hipotesia ere plazaratu zuen. Haien ustetan, lurrak tenperatura konstantea mantentzen badu (bere nukleoari dagokionez), haren baitan gertatzen diren desintegrazio-erreakzioei zor zaie, zalantzarik gabe. Atomoetan metatutako energia potentzial handi baten ideia horrek berrespen-printzipio bat aurkituko du urtebete geroago, Albert Einsteinek masaren eta energiaren arteko baliokidetasuna aurkitzean. Lan horien ostean, Otto Hahn (Fritz Strassmann eta Lise Meitnerrekin batera) fisio nuklearraren aurkitzailea McGillenera joango da Rutherfordekin hilabete batzuetan ikastera.

Elementu erradioaktiboekin egindako ikerketa askoren bidez, bi erradiazio mota igortzen dituztela dakusa. Lehenengo erradiazio mota, alfa izpiak deritzona, oso energetikoa da, baina irismen txikia du, eta inguruneak azkar xurgatzen du. Bigarren erradiazio mota oso sarkorra da, eta askoz ere irismen handiago du, eta beta izpiak deitzen dio. Eremu elektrikoak eta magnetikoak erabiliz, izpi horiek aztertzen ditu, eta haien abiadura, kargaren zeinua eta kargaren eta masaren arteko erlazioa ondorioztatzen ditu. Hirugarren erradiazio oso energetiko mota bat ere aurkitu du, eta, horri, gamma izpiak deituko dio.

Rutherforden saiakuntzetan, materia erradioaktiboak beti denbora bera hartzen zuen laginaren erdia desintegratzen —semidesintegrazio periodo deritzona—. Desintegratze konstante hori erloju bat gisa erabilita, Lurraren adina zehazteko erabili zuen. Zientzialari guztiek uste zutena baino askoz zaharragoa zela iragarri zuen. 

## Manchester, 1907-1919: nukleo atomikoa
1907an, Manchesterreko Unibertsitatean irakasle postua lortu zuen, eta bertan Hans Geigerrekin batera lan egin zuen. Harekin, kontagailu bat asmatuko du (etorkizuneko Geiger kontagailuaren prototipoa), zeinarekin substantzia erradioaktiboek igorritako alfa partikulak detekta daitezkeen. Izan ere, aparatuan dagoen gasa ionizatuz, detekta daitekeen deskarga bat eragiten dute. Gailu horren bidez, Avogadroren zenbakia zuzenean zenbatetsi daiteke: radioaren desintegrazio-periodoa zein den jakinez eta denbora-unitateko desintegrazio-kopurua neurtuz aparatuaren bidez. Hala, laginean zenbat radio atomo zeuden ondorioztatu zuten.

1907an, Manchesterreko unibertsitateko fisikari nagusi zegoela, atomoen izaera nuklearra aurkitu zuen, oxigenoa nitrogenotik sortu eta gero. Niels Bohrekin lanean hari zela, neutroien existentzia beharrezkoa zela burutazioarekin hasi zen: protoien karga positiboen indar aldaratzaileak orekatu eta atomoaren nukleoaren sakabanaketa aurrezainduko zuen partikula.

[500px|erdian|thumb|Solvayko hirugarren konferentzia. Rutherford, lehenengo ilaran, eskuinetik hirugarrena da, [Robert Andrews Millikan|R.A.Millikan eta Marie Curie eta gero.]]

1908an, bere ikasleetako batekin, Thomas Roydsekin, behin betiko frogatu zuen aurretik suposatzen zena: alfa partikulak helio-nukleoak direla.​​ Izan ere, frogatzen dutena da kargatik askatu ondorena lfa partikulak helio atomoak direla. Hori frogatzeko, substantzia erradioaktiboa isolatu zuen alfa partikulek benetan zeharkatzeko moduko material mehe batean, baina, horretarako, elementu erradioaktiboen edozein «jario» mota blokeatzen du, hau da, desintegrazioaren edozein produktu. Ondoren, laginak dituen kaxaren inguruan dagoen gasa bildu, eta haren espektroa aztertzen du. Orduan, helio kantitate handia aurkitzen du: alfa partikulak osatzen dituzten nukleoek eskuragarri dauden elektroiak berreskuratu dituzte.

Urte horretan bertan, Kimika Nobel Saria irabazten du 1908an egindako lanengatik, baina Rutherford atsekabetuta agertuko da, berak fisikaritzat baitzuen bere burua, eta kimika sasi-zientziatzat hartzen baitu. Beraren esanetan: «Zientzian, bi arlo daude, fisika eta filatelista»; beraz, fisika beste zientzia guztien gainetik zegoen.

1911n, zientziari ekarpen handiena egin zion, atomo nukleoa aurkitu baitzuen. Montrealen, mika-xafla mehe bat alfa partikulekin bonbardatzean, partikula horien deflexioa lortzen zela ikusi zuen. Geigerrek eta Marsdenek esperimentu horiei arreta handiagoz eta urrezko xafla bat erabiliz berrekin zietenean konturatu ziren alfa partikula batzuk 90 gradu baino gehiago desbideratzen zirela. Orduan, Geigerrek eta Marsdenek esperimentuaren ondorioei aurre egin zieten hipotesia bota zuen Rutherfordek: atomoaren erdigunean atomoaren ia masa osoa eta karga positibo osoa izango zuen «nukleo» bat egon behar zela eta, izatez, elektroiek atomoaren tamaina zehaztu behar zutela. Eredu planetario hori, japoniar batek, Hantarō Nagaokak, iradoki zuen 1904an, oharkabean pasa bazen ere. Kasu horretan, elektroiek erdiko nukleoaren inguruan biraka irradiatu beharko zutela eta, ondorioz, erori egingo zirela esaten zitzaion. Emaitzek erakutsi zuten, zalantzarik gabe, hori zela eredu ona, alfa partikulen difusio-tasa zehatz-mehatz aurreikusteko aukera ematen baitzuen, difusio-angeluaren eta atomo nukleoaren dimentsioen magnitude-ordenaren arabera. Azken objekzio teorikoak (elektroiaren irradiazioari buruzkoak) desegin ziren teoria kuantikoaren printzipioekin eta Niels Bohr-ek Rutherforden eredua Max Planck-en teoriara egokitzearekin, eta horrek Rutherforden atomoaren egonkortasuna frogatzeko balio izan zuen. 1914an, Ingalaterran, zaldun izendatu zuten.
right|thumb|Urrezko xaflaren esperimentuaren ondorioak. **Goian**, Espero diren emaitzak: alfa partikulak, aldatu gabeko atomo baten aran-pudding modelotik pasatzen.
**Behean**, Behatutako emaitzak: partikulen proportzio txiki bat deflaktatu egin zen, hau da, karga kontzentratu txiki bat adierazten du, nukleo atomikoa. Diagrama ez dago eskalan; egia esan, nukleoa kanpoko elektroi-geruza baino askoz txikiagoa da.
[thumb|left|Solvayko lehen konferentzia, 1911koa, Bruselan. Rutherford ikus daiteke, eskuinetik laugarrena atzeko ilaran, [James Hopwood Jeans eta Heike Kamerlingh Onnes artean dago, Marie Curie eta Henri Poincaréren atzean.]]

1914an, Lehen Mundu Gerra hasi zen, eta Rutherfordek itsaspekoak detektatzeko metodo akustikoetan jarri zuen arreta. Gerraren ondoren, 1919an, bere lehen transmutazio artifiziala egin zuen. Alfa partikulen hidrogeno bonbardaketak eragindako protoiei erreparatu ondoren (zink sulfuroz estalitako pantailetan sortzen zuten keinadudari erreparatzean), konturatzen da keinadura askoz gehiago lortzen dituela esperimentu bera airearekin eta, are gehiago, nitrogeno puruarekin egiten badu. Hortik ondorioztatzen du alfa partikulek nitrogeno atomoak jotzean protoi bat sortu dutela, hau da, nitrogeno nukleoaren izaera aldatu eta oxigeno bihurtu dela alfa partikula xurgatzean. Rutherfordek historiako lehen transmutazio artifiziala egin berri zuen. Batzuek diote bere helburua lortu zuen lehen alkimista izan zela.

## Cambridge, 1919-1937: urrezko aroa Cavendish-en
thumb|Materiaren lehen transmutazioa, nitrogenotik oxigenora, Ernest Rutherfordek 1919an egina nitrogeno nukleoak alfa partikulekin bonbardatzean.
1917an, J.J. Thomsonen lekua hartu zuen Cavendish laborategian, eta zuzendari izendatu zuten. Urrezko aro baten hasiera da laborategiarentzat, eta baita Rutherfordentzat ere. Garai horretatik aurrera, fisika nuklearraren arloko ikerketan duen eragina izugarria da. Adibidez, Royal Society-n emandako hitzaldi batean, neutroia eta hidrogenoaren eta helioaren isotopoak aipatzen ditu. Eta horiek Cavendish laborategian aurkituko dira beraren zuzendaritzapean. James Chadwick, neutroiaren aurkitzailea (1932an, Nobel saria jaso zuen horregatik), Niels Bohr, Rutherforden eredu planetarioa ez zela ezegonkorra frogatu zuena, eta Robert Oppenheimer, bonba atomikoaren aitatzat jotzen dena, Rutherforden garaian laborategian ikasi zutenen artean daude. Moseleyk, Rutherforden ikasle izandakoak, X izpien desbideratzea erabiliz frogatu zuen atomoek nukleoan zeuden karga positibo adina elektroi zituztela, eta, horren ondorioz, haien emaitzek «Bohr eta Rutherforden intuizioak indartsu berresten» zituztela. John Cockcroftek eta Ernest Waltonek Nobel saria jaso zuten 1938an, atomoaren desintegrazioa partikula-azeleragailu baten bidez frogatzen duen esperimentu batengatik, eta Edward Appletonek ere Nobel saria jaso zuen 1947an, ionosferaren existentzia frogatzeagatik.

Cavendish laborategian eman zituen eskola ugariek eta ikasleekin izan zituen harreman ugariek eman zuten gertaerekin oso lotuta zegoen irudia, teoriarekin baino gehiago, berarentzat «iritzi» baten parte baino ez zena. Gertaera esperimentalekiko atxikimendu hori zorroztasun eta zintzotasun handiaren zantzua zen. Enrico Fermik neutroien laguntzaz hainbat elementu desintegratzea lortu zuenean, «fisika teorikotik ihes egitea» lortu zuela zoriontzeko idatzi zion.

Zorionez, Rutherford ez zen gertaeretan gelditzen, eta bere irudimen handiak urrunagoko ondorio teorikoak antzematen uzten zion, baina ezin zuen onartu gauzak alferrik korapilatzea. Sarritan egiten zizkien oharrak laborategiko bisitariei, beren lanak erakustera etortzen ziren ikasleei eta ikertzaileei, bisitariaren ospea edozein izanda ere. Sinpletasunari zion atxikimendua ohikoa zen. Hark esaten zuen moduan: «Ni neu gizon xumea naiz».

Cavendish laborategian zuen agintea ez zen oinarritzen sor zezakeen beldurretan. Rutherfordek, aldiz, izaera alaia zuen. Laborategian kantari entzuten zitzaionean, begi-bistakoa zen lanetan aurrera egiten ari zela. Ikasleek errespetu handia zioten, ez hainbeste bere iraganeko lanengatik edo inguratzen zuen mitoagatik, baizik eta bere nortasun erakargarri, eskuzabaltasun eta autoritate intelektualagatik. Piotr Kapitsak, ikasle errusiarrak, «krokodilo» ezizena jarri zion, eta horrela ezagutzen zuten bere lankideen artean. Ez beldurgarria edo arriskutsua zelako, baizik eta Afrikako ibaietatik hain urruneko sobietar batentzat krokodilo kontzeptuak izugarrizko indarra adierazten zuelako. Aurrez aurre inork horrela deitzen ez bazion ere, Rutherfordek ondo zekien hori, eta harro zegoen, isilpean. Are gehiago, Kapitsaren estudioetarako egindako eraikinak krokodilo baten Behe-erliebe handi bat zuen.

Ohoreen garaia ere bada Rutherfordentzat: Royal Societyko presidentea izan zen 1925 eta 1930 artean, eta «Academic Assistance Council»eko «chairman» ere bai, garai politiko zurrunbilotsu horietan beren herrialdetik ihes egiten zuten unibertsitario alemaniarrei laguntzen ziena. 1924an, Franklin Domina eman zioten, eta Faraday Domina 1936an. 1925an, Rutherford Merituaren Ordenean sartu zen, 1925ean, azken bidaia egin zuen Zeelanda Berrira, bere jaioterrira, inoiz ahaztu ez zuena, eta heroi gisa hartu zuten. 1931n, noblezia lortu zuen, eta Cambridgeko Nelsongo Rutherford Baroia titulua eskuratu zuen. Baina urte hartan bertan hil zitzaion alaba bakarra, Eileen, laugarren semea erditu eta bederatzi egunera.

Rutherford oso gizon sendoa zen, eta, 1937an, ospitalean sartu zen ebakuntza txiki bat egiteko, bere jabetzako zuhaitz batzuk inausten zauritu ostean. Etxera itzultzean, arazorik gabe suspertzen ari zela zirudien, baina, bere egoera, bat-batean larriagotu zen. Urriaren 19an hil zen .

* Besteak beste, Londresko Royal Society elkarteko kide (1903) eta presidente (1925-1930) hautatu zuten, eta, 1914an, sir, eta 1931n, Rutherford of Nelson baroi tituluak eman zizkioten. 
* Taula periodikoko 104. elementuak Rutherfordio izena du bere omenez.
* Hil zenean, haren gorpuzkiak Westminsterreko abadian hobiratu zituzten.

## Ikus, gainera 
* Urre xafla saiakuntza
* Rutherforden eredu atomikoa

## Erreferentziak 
## Bibliografia 
* 
* Campbell, John. (1999) *Rutherford: Scientist Supreme*, AAS Publications, Christchurch,  
* 
* Reeves, Richard (2008). *A Force of Nature: The Frontier Genius of Ernest Rutherford*. New York: W. W. Norton.  
* Rhodes, Richard (1986). *La fabricación de la bomba atómica*. New York: Simon & Schuster.  
* Wilson, David (1983). *Rutherford. Simple Genius*, Hodder & Stoughton, '' 

## Kanpo estekak 
* Ernest Rutherford Elhuyar Zientzia
*  The Rutherford Museum museoa
*  Ernest Rutherford - Scientist Supreme