В этом году мировая научная общественность широко отмечает столетие открытия ядра и отдает дань признательности ученому - создателю современной модели строения атома Эрнесту Резерфорду. Так, в марте состоялся симпозиум в Дубне - «ОИЯИ и 100-летие открытия ядра». В августе прошла Конференция в Манчестере (30 августа – 140 лет со дня рождения Резерфорда).

Существование атомного ядра было установлено в экспериментах, проведенных в 1909–1911 годах в Манчестерском университете под руководством Эрнеста Резерфорда. Резерфорд родился в 1871 году в местечке Брайтуортер (Новая Зеландия) в семье одних из первых переселенцев из Великобритании. Начальное образование Эрнест получил в Нельсоне, где считался первым учеником, затем окончил Новозеландский университет в Крайстчерче, где он был удостоен высших наград по физике и математике. В 1895 году Резерфорд отправляется в Кавендишскую лабораторию. Это был период, когда физика переживала большой подъем. Революционные открытия следовали одно за другим. И кульминацией их явилось открытие Томсоном в 1897 году электрона. В 1898 году после совместной с Томсоном работы по изучению влияния рентгеновских лучей на электропроводность газов, Резерфорд показал, что рентгеновские лучи и радиоактивность действуют по существу одинаково. Он выявил два вида радиоактивности, которые назвал альфа- и бета-лучами.

В том же 1897 году Резерфорд получает приглашение занять кафедру физики в университете в Монреале. 10 лет он работает в Канаде. Работа Резерфорда в Канаде ознаменовалась целым рядом крупнейших открытий. Теория радиоактивного распада, выдвинутая Резерфордом и Содди в 1903 году, произвела революцию.

С 1907 по 1919 годы Резерфорд возглавляет кафедру физики в Манчестере, а с 1919 года получает кафедру в Кембридже. Начав свои экспериментальные работы по радиоактивности в 1896 году, Резерфорд их неуклонно развивает, и к концу его жизни эта область знаний уже представлена в виде отдельной науки – ядерной физики.

В 1908 г. Резерфорду была присуждена Нобелевская премия по химии «за проведенные им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ». В своей вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук К.Б. Хассельберг указал на связь между работой, проведенной Резерфордом, и работами Томсона, Анри Беккереля, Пьера и Мари Кюри. «Открытия привели к потрясающему выводу: химический элемент способен превращаться в другие элементы»,— сказал Хассельберг. В своей Нобелевской лекции Резерфорд отметил: «Есть все основания полагать, что альфа-частицы, которые так свободно выбрасываются из большинства радиоактивных веществ, идентичны по массе и составу и должны состоять из ядер атомов гелия. Мы, следовательно, не можем не прийти к заключению, что атомы основных радиоактивных элементов, таких, как уран и торий, должны строиться, по крайней мере, частично, из атомов гелия».

После получения Нобелевской премии Резерфорд занялся изучением явления, которое наблюдалось при бомбардировке пластинки тонкой золотой фольги альфа-частицами, излучаемыми таким радиоактивным элементом, как уран. Оказалось, что с помощью угла отражения альфа-частиц можно изучать структуру устойчивых элементов, из которых состоит пластинка. Согласно принятым тогда представлениям, модель атома была подобна пудингу с изюмом: положительные и отрицательные заряды были равномерно распределены внутри атома и, следовательно, не могли в значительной мере изменять направление движения альфа-частиц. Резерфорд, однако, заметил, что определенные альфа-частицы отклонялись от ожидаемого направления в значительно большей степени, чем это допускалось теорией. Работая с Эрнестом Марсденом, студентом Манчестерского университета, ученый подтвердил, что довольно большое число альфа-частиц отклоняется дальше, чем ожидалось, причем некоторые под утлом более, чем 90 градусов.

Размышляя над этим явлением, Резерфорд в 1911 г. предложил новую модель атома. Согласно его теории, которая сегодня стала общепринятой, положительно заряженные частицы сосредоточены в тяжелом центре атома, а отрицательно заряженные (электроны) находятся на орбите ядра, на довольно большом расстоянии от него. Эта модель, подобная крошечной модели Солнечной системы, подразумевает, что атомы состоят главным образом из пустого пространства. Широкое признание теорий Резерфорда началось с 1913г., когда к работе ученого в Манчестерском университете подключился датский физик Нильс Бор, который показал, что в терминах предлагаемой Резерфордом структуры могут быть объяснены общеизвестные физические свойства атома водорода, а также атомов нескольких более тяжелых элементов.

Когда разразилась первая мировая война, Резерфорд был назначен членом гражданского комитета Управления изобретений и исследований британского Адмиралтейства и изучал проблему определения местонахождения подводных лодок с помощью акустики. После войны он вернулся в манчестерскую лабораторию и в 1919г. сделал еще одно фундаментальное открытие. Изучая структуру атомов водорода с помощью бомбардировки их альфа-частицами, обладающими высокой скоростью, он заметил на своем детекторе сигнал, который можно было объяснить как результат того, что ядро атома водорода пришло в движение вследствие столкновения с альфа-частицей. Однако точно такой же сигнал появлялся и когда ученый заменил атомы водорода атомами азота. Резерфорд объяснил причину этого явления тем, что бомбардировка вызывает распад устойчивого атома. Т.е. в процессе, аналогичном естественно происходящему распаду, альфа-частица выбивает единственный протон (ядро атома водорода) из устойчивого при нормальных условиях ядра атома азота и придает ему чудовищную скорость. Еще одно свидетельство в пользу такого толкования этого явления было получено в 1934г., когда Фредерик Жолио и Ирен Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность.

В 1919г. Резерфорд перешел в Кембриджский университет, став преемником Томсона в качестве профессора экспериментальной физики и директора Кавендишской лаборатории, а в 1921г. занял должность профессора естественных наук в Королевском институте в Лондоне. В 1930г. Резерфорд был назначен председателем правительственного консультативного совета Управления научных и промышленных исследований. Ученый привлекал к работе в своей лаборатории в Кембридже много талантливых молодых физиков, в т. ч. П. М. Блэкетта, Джона Кокрофта, Джеймса Чедвика и Эрнеста Уолтона. Его глубокая заинтересованность в проводимых исследованиях и четкое руководство помогали поддерживать высокий уровень работ, осуществляемых в его лаборатории. Ученики и коллеги вспоминали об ученом как о милом, добром человеке. Наряду с присущим ему как теоретику даром предвидения Резерфорд обладал практической жилкой. Именно благодаря ей он был всегда точен в объяснении наблюдаемых явлений, какими бы необычными они на первый взгляд ни казались. Обеспокоенный политикой, проводимой нацистским правительством Адольфа Гитлера, Резерфорд в 1933г. стал президентом Академического совета помощи, который был создан для оказания содействия тем, кто бежал из Германии.

Почти до конца жизни он отличался крепким здоровьем и умер в Кембридже в 1937г. после непродолжительной болезни. Резерфорд похоронен в Вестминстерском аббатстве, неподалеку от могил Исаака Ньютона и Чарльза Дарвина.

В числе полученных Резефордом наград медаль Румфорда (1904) и медаль Копли (1922) Лондонского королевского общества, а также британский орден «За заслуги» (1925). В 1931г. ученому был пожалован титул пэра. Резефорд был удостоен почетных степеней Новозеландского, Кембриджского, Висконсинского, Пенсильванского и Макгиллского университетов. Он являлся членом-корреспондентом Гёттингенского королевского общества, а также членом Новозеландского философского института, Американского философского общества, Академии наук Сент-Луи, Лондонского королевского общества и Британской ассоциации содействия развитию науки.

Петр Леонидович Капица, проработавший 13 лет в Кавендишской лаборатории, оставил свои воспоминания, и в докладе, посвященном 100-летию Резерфорда, отметил: «Такие люди, как Резерфорд, перестают быть только национальной гордостью того государства, где они родились и работали, они становятся гордостью всего человечества».

(По материалам энциклопедии «Лауреаты

Нобелевской премии» и др.)