Ernest Rutherford: biografía y aportes de este físico neozelandés

Ernest Rutherford es uno de los investigadores más reconocidos dentro del campo de la física, dado que sus descubrimientos en este ámbito fueron múltiples .

Se interesó especialmente por el ámbito experimental, es decir, por la comprobación práctica de sus creencias, para posteriormente constituir las teorías. Sus principales aportaciones fueron el descubrimiento de las partículas radiactivas alfa, beta y gamma; el cambio de naturaleza del elemento radiactivo cuando se desintegra; y el planteamiento de una nueva estructura del átomo, conformado por un núcleo.

En esta biografía de Ernest Rutherford haremos un repaso a los hechos más relevantes en la vida de este investigador y las contribuciones más relevantes que hizo a la ciencia.

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Breve biografía de Ernest Rutherford

Ernest Rutherford nació el 30 de agosto de 1871 en Brightwater, Nueva Zelanda. Fue hijo de James Rutherford quien era granjero y de Martha Thompson quien se dedicaba a la enseñanza. Sus padres siempre quisieron darles una buena educación a sus numerosos hijos, eran doce siendo Ernest el cuarto.

Juentud y primeros años de formación

Desde bien pequeño ya destacaron sus altas capacidades y sus habilidades en aritmética, siendo un niño bastante curioso. De este modo pudo entrar en el Nelson Collage, donde a parte de las habilidades académicas pudo desarrollar del mismo modo las capacidades físicas siendo jugador de rugby.

Después de estudiar durante tres años en el Nelson College ingresó en el Canterbury College de enseñanza superior, donde prosiguió con la práctica de rugby y pudo asistir a clubes científicos.

Durante su estancia en la Universidad ya empezaron a vislumbrarse sus altas habilidades en el campo de la experimentación científica, lo cual, junto a sus siempre impecables resultados académicos, le permitió poder seguir con su formación e investigaciones en la Universidad de Nueva Zelanda durante un periodo de cinco años.

Dadas sus buenas notas, después de graduarse fue afortunado por recibir la única beca de Nueva Zelanda para poder estudiar matemáticas, consiguiendo ser nombrado Master of arts por sus buenas notas y participar en investigaciones en el ámbito de matemáticas y física.

Posteriormente obtuvo el título de grado en bachelor of science en 1894, de este modo un año después pudo continuar sus estudios en Gran Bretaña, ni más ni menos que en los Laboratoria Cavendish en Cambridge, a cargo de Joseph John Thompson, quien era reconocido en el ámbito de la ciencia por ser quien descubrió el electrón.

En el ámbito personal, más concretamente en el sentimental, antes de viajar e instalarse en Gran Bretaña se comprometió con Mary Geordina Newton, una joven que había conocido durante su estancia en Chriscruchs.

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Consolidación de su vida profesional en el ámbito científico

Durante los años que estuvo en Cambridge prosiguió con el estudio de las ondas electromagnéticas y cómo estas se podían recibir a gran distancia. Su carrera en el ámbito científico siguió avanzando, consiguiendo presentar los resultados de sus trabajos ante la sociedad física de Cambridge y publicándose estos en la revista científica Philosophical Transaction perteneciente a la Royal Society.

A principio de su estancia también empezó a investigar junto con quien era su director de laboratorio, J.J.Thompson, los efectos que producían los rayos X proyectados a un gas, descubriendo de este modo que estos rayos podían ionizar el aire dando lugar a un alto número de partículas cargadas, pudiendo ser tanto positivas como negativas y recombinandose estas dando lugar a átomos neutros.

Así pues también ideó una técnica con el propósito de medir la velocidad de los iones y su tasa de recombinación, proceso contrario a la ionización, donde los electrones se unen con los iones positivos.

Dadas las continuas investigaciones y descubrimientos que iba logrando, su reconocimiento en el ámbito científico fue en aumento. Así pues, en 1898 se le planteó la posibilidad de ejercer como maestro en la Universidad de McGill en Montreal, Canadá, donde permanecerá hasta 1907. Este nuevo cambio le permitió que por fin se pudiera casar con su prometida Mary Newton en 1900 en Nueva Zelanda. En 1901 dio la bienvenida a su primera y única hija, llamada Eileen.

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Investigaciones en el ámbito de la radiactividad

Durante su estancia en Montreal empezó a interesarse por el estudio de la radiactividad, ya que en 1896 el físico francés Henri Becquerel había descubierto que el uranio emitía una radiación no observada hasta ese momento. De este modo tres años más tarde en 1899 Rutherford estudió cómo esas radiaciones de uranio podían ionizar el aire, observado el modo como la radiación penetraba distintas láminas metálicas con las que envolvía el elemento radioactivo.

Asimismo, pudo observar y dar nombre a tres tipos de radiación distintas que emitía el uranio: la que penetraba más, denominada beta, y la que lo hacía menos, llamada alfa, y una tercera denomina gamma, que emite rayos muy energéticos.

Sus investigaciones se centrarían ahora en en el elemento químico torio, descubriendo que este también emite radiación y que ésta disminuyen de manera exponencial pasado un tiempo, permitiéndole presentar en 1900 un nuevo concepto: el de periodo de los elementos radioactivos.

Dados estos nuevos descubrimientos, en 1902, junto con Frederick Soddy, Rutherford llegó a la conclusión que el torio expulsa átomos radiactivos y que esta emisión se relaciona con una desintegración del elemento químico, formulando así la teoría de la radioactividad natural, que explicaba la transformación espontánea de los elementos.

En 1904 la Royal Society le otorgó la Medalla Rumford, premiando y reconociendo los importantes descubrimientos que este científico había logrado hasta el momento. En este mismo año publicó el libro con título “Radiactividad” donde entre otros planteamientos demostraba la no certeza del principio de inmodificabilidad de la materia, ya que los elementos radiactivos, al ir emitiendo radiación, se transformaban en un elemento nuevo con características químicas diferentes.

Rutherford creía que en el núcleo de la Tierra se producían desintegraciones que serían las causantes de mantener la temperatura del planeta constante. De este modo colaboraría con Otto Hahn, quien descubrió la fisión nuclear del uranio y del torio.

En 1907 se trasladó a Manchester, ya que fue admitido como profesor en la Universidad de esta ciudad. De esta manera empezó a colaborar con Hans Geiger, y juntos pudieron detectar las partículas alfa expulsadas por sustancias radiactivas; a partir de esta línea de investigación consiguieron estimar el número de Avogadro, que hace referencia al número de partículas que constituyen una sustancia, de forma más directa.

Fue un año después, en 1908, cuando pudo confirmar lo que ya venía suponiendo con anterioridad; que las partículas alfa, ya mencionadas, al desprenderse de su carga, pasan a ser átomos de helio. Este descubrimiento supuso que ese mismo año ganase el Premio Nobel de Química.

Uno de sus aportes más importantes a la ciencia fue la formulación de un nuevo modelo atómico en 1911, conocido como modelo atómico de Rutherford, donde plantea la existencia de un núcleo en los átomos, el cual estaría constituido por la carga positiva y formado por casi todo la masa, envuelto por una corteza o capa de electrones, carga negativa.

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Etapa de la Primera Guerra Mundial

Durante el periodo de la Primera Guerra Mundial (1914 -1918) el físico se centró en ayudar a detectar submarinos sirviéndose de ondas sonoras. Terminada la guerra, ya en 1919, prosiguió con el estudio de las partículas alfas y los átomos, en este caso de nitrógeno, observado cómo el nitrógeno se transforma en oxígeno al absorber las partículas alfa, consiguiendo así la primera transmutación artificial.

A su vuelta a Cambridge en 1919 ocupó el puesto de director en el Laboratorio Cavendish, sustituyendo a J.J. Thomson. Es en este periodo cuando sus aportaciones e influencias en el ámbito de la física nuclear fueron mayores.

Entre los reconocidos físicos que estudiaron en el laboratorio durante la dirección de Rutherford cabe destacar a James Chadwick, quien descubrió la existencia del neutrón; Niels Bohr, quien comprobó que el modelo atómico que propuso Rutherford era estable, y Robert Oppenheimer, considerado el creador de la bomba atómica.

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Últimos años de vida

En su estancia en el Laboratorio Cavendish, considerada la época más próspera del físico, época de oro, obtuvo también múltiples reconocimientos.

Durante cinco años (1925-1930) fue presidente de la Royal Society, sociedad donde era miembro desde 1903 y se le otorgó la Medalla Franklin en 1924 y la Medalla Faraday en 1936. Además, en 1931 se le nombró barón Rutherford de Nelson, teniendo ya el título de sir desde 1914. Aunque todos estos reconocimientos y alegrías quedarían truncados por la muerte de su única hija, Eileen, en 1930, con tan solo 29 años.

También durante este periodo junto a James Chadwick y Charles Drummond Ellis publicó el libro “Radiaciones de las sustancias radiactivas” en 1930, y siete años después escribió la obra “La Nueva alquimia”.

Ernest Rutherford murió el 19 de octubre de 1937 tras no poder recuperarse por completo y empeorar repentinamente de una operación que le realizaron. Sus restos fueron enterrados en la abadía de Westminster, otorgándole un lugar de honor junto a Isaac Newton y William Thomson.