Atomla ilgilenen bilim adamları

atomla ilgili çalışma yapan bilim adamları

Ernest RutherfordErnest Rutherford

1871 1937) Yüzyılımızın başında bilimde yer alan büyük devrimsel atılımlar çoğunlukla Planckve Einstein'ın adlarıyla bilinir Ama onların kuramsal atılımlarının yanısıra, sonuçları bakımından son derece kayda değer deneysel araştırmalar da vardır Bunların başında, Marie Curie ve Ernest Rutherford'un radyoaktivite üzerindeki çalışmaları gelir

Rutherford, dış görünümüyle bir bilimadamından çok bir çiftlik kâhyasıveya bir aşiret reisini andırmaktaydı Esmer, irikıyım yapısı, gür sesi ve pos bıyığıyla yabanıl ve ürkütücü; her yönüyle devasa bir kişiydi Laboratuvarında bir şey aksine gitmesin; kükreyen sesi ortalığı sarsar, asistanlar suspus olurlardı Oysa bu öfke gelip geçiciydi; onun hiç bir yapmacığa kaçmayan anlık sert davranışlarının ardındaki sıcak, iyi kalpli yaradılışı saklıydı

Ernest, Yeni Zelanda'da küçük bir çiftlikte dünyaya gelmiştir İskoç göçmeni olan babası, otomobil tamircisiydi Ernest, yoksul ve kalabalık bir ailenin içinde büyüdü Ne var oysa, daha küçük yaşta sergilediği mucizevi öğrenme merakı ona çevredeki en iyi okulların kapısını açtı Bilhassa üniversitedeki parlak başarısıyla dikkatleri çekti ve kazandığı burs, bilim ateşiyle yanan delikanlının yaşamında yeni bir dönemin başlangıcı oldu 1894'de, Cambridge Üniversitesi meşhur fizik bilgini JJ Thomson'un yanına kastetmek üzere İngiltere'ye geldi

Üniversiteye alt Cavendish Laboratuvarı'ndaki ilk yılını radyo dalgaları, ikinci yılını yeni keşfedilmiş olan Xışınları üzerindeki çalışmalarla geçirdi Sonradan, yaşam boyu uğraş konusu olan radyoaktivite üzerindeki araştırmalarına koyuldu Adı kısa zamanda bilim çevrelerinde duyulan Rutherford'u 1898'de, Kanada'da McGill Üniversitesi, fizik profesörlüğüne çağırdı Genç bilimadamı umulmadık bu çağrı aleyhinde bir ikilem içine düştü: Bir yanda erişilmesi güç, saygın bir unvan, öte yanda araştırma ortamı olarak bulunmaz nimet saydığı Cavendish Laboratuvarı

Rutherford 27 yaşındaydı Kısıtlı bursu ile nişanlısını İngiltere'ye aldırtamaması bir yandan; kendi yolculuğu nedeniyle yaptığı borcu bile ödeyemiyordu Aldığı önerge ona bu olanakları da sağlayacaktı Rutherford, sonunda ister istemez çağrıyı kabul etti Karar isabetliydi: McGill'de geçirdiği yaklaşık on sene içinde keza radyoaktif atomların kendiliğinden öbür nitelikte atomlara dönüştüğünü ispatlayarak Nobel Ödülü'nü kazandı; hem de atomun yapısına ilişkin olarak aranan açıklığı getiren çekirdek buluşunu ortaya koydu

birbirini izleyen başarılarına değinen bir meslekdaşı, Sen aslında çok uğurlu birisin: daima dalganın tepesinde seyrediyorsun,diye takıldığında, Rutherford'un yanıtı kısa ve çarpıcı olmuştur: Unutma, o dalgayı ben kendim yarattımTevazu bir yana, Rutherford çoğu kez insanları küçümserdi Ona göre, bilim ya fizikti, ya da pul koleksiyonculuğu Lakin Nobel Ödülü'nü fizikten yok, küçümsediği kimyadan almıştı Hatırlatılınca, elementler gibi kendisinin de transmutasyona uğradığını söyleyerek, işi şakayla geçiştirirdi

1887'de JJ Thomson'un elektronu keşfetmesiyle, bilim dünyası yeni bir problemle karşı karşıya kalmıştı Olumsuz elektrik yüklü elektronlar, hidrojen atom kütlesinin ikibinde biri kadardı; ama hidrojen, en kolay madde türü olarak biliniyordu Diğer Taraftan Thomson, hangi elemente ait olursa olsun, atomların özdeş parçacıklar saldığı görüşündeydi Bu da elektronların, sözü geçen parçacıkların bir bölümü olduğu anlamına gelmekteydi Yanıtlanması gereken soru şuydu: Atomlar eskiden sanıldığı gibi basit, bölünmez birimler değilse, atomun yapısal özelliği ne olabilirdi?

Thomson, atomun, içinde elektron içeren pozitif elektrik yüklü top biçiminde bir madde olduğunu ileri sürmüştü Başka bir deyişle, atom kolay değildi; fakat katı, yoğun bir madde olmanın ötesinde birşey de değildi

Rutherford'un radyoaktiviteye ilişkin birincil kayda değer buluşu, alfave betadediği iki öbür ışının varlığını belirlemesiydi Ayrıca, asistanı Soddy ile birlikte bir elementin bir diğer elemente dönüşümünde radyoaktivitenin rolünü, deneysel olarak kanıtlamıştı

1907'de McGill'den Manchester Üniversitesi'ne geçtiği süre birincil ele aldığı problem atomun yapısıydı Araştırmasında, beta parçacıklarından sekizbin kat daha yoğun olan alfa parçacıklarının işe yarayacağını düşündü Hans Geiger ve Ernest Marsden adlı iki asistanını, alfa parçacıklarının ince bir altın yaprağına çarptığı süre nasıl dağıldıklarını incelemekle görevlendirdi Alman sonuç beklentiye hiç de uygun değildi Parçacıkların büyük genelde altın yapraktan doğrudan geçtiği gözlenmişti Sanki altın yaprağın yapısında geçişi engelleyen hiç bir atom yoktu! Fakat gözden kaçmaması gereken koşul, yaprağa çarpan alfa parçacıklarının takriben 20000'de birinin geri sapmasıydı Bu ne demekti?

Uzun bir bocalamadan sonradan Rutherford bu gözlemin, atomun yapısına ilişkin anahtar sözcük verdiğini fark etti: Atomun kütlesi adeta büsbütün, zarfında son derece minik bir yer tutan artı elektrik yüklü bir çekirdekte toplanmış olmalıydı Çekirdeğin çevresinde tez dönen elektronlar ise artı yükü dengeleyen olumsuz yüklü daha minik parçacıklardı Kısacası atom güneş sistemine aynı bir armoni sergilemekteydi Alam büyük ölçüde anlamsız bir atom gözönüne alındığında, alfa parçacıklarının niçin büyük bir genelde, hiç bir engelle karşılaşmamış gibi altın yapraktan geçtikleri açıklık kazanmaktaydı

Mikroskopla görülebilen nesnelerden bile minik olan atomdan daha da minik olan çekirdek ve elektron gibi parçacıkları hayalde canlandırmak basit değildir Rutherford'un modelini çizdiği atomu bir futbol stadyumu büyüklüğünde düşünürsek, çevresinde birkaç sineğin döndüğü çekirdek, bu alanda bir golf topu büyüklüğünde olacaktır

Rutherford, kuramcı bir bilimadamı değildi: Ona kadar, her problemin çözümü deney sonuçlarıyla sınırlı tutulmalıydı Öyle fakat, ortaya koyduğu atom modelinin kuramsal tanımlama gerektiren manâlı bir sonucuna duyarsız kalmıştı Diğer Taraftan atom modeline ilişkin denek kanıtları, oturmuş fizik yasalarıyla da bütün bağdaşır değildi

Mesela, negatif yüklü elektronlar belirtildiği gibi gerçekten çekirdek çevresinde şipşak dönüyorlarsa, bunların da devinen diğer elektrik yükleri gibi, radyasyon oluşturmaları gerekirdi Bir elektrik yükünün, antende yukarı ve aşağı hareket ettirildiğinde radyasyon üretmesi buna bir örnektir Çekirdek çevresinde dönen elektron, aslında radyasyon çıkarsaydı, çok geçmeden yavaşlayıp çekirdeğe kapanması ve atomun baştan sona çökmesi beklenirdi (Soruna kuramsal açıklamayı ortaya koyan birey, sonra Rutherford'un seçkin öğrencisi olan Niels Bohr'dur)

Rutherford 1908'de Nobel Ödülü'nü, 1914'de Lordunvanını aldı 1919'da Cavendish Laboratuvarı'nın başına geçti Cavendish onun yönetiminde fazla geçmeden dünyanın ilk kez gelen denek fizik merkezi oldu Burada giriştiği ilk çalışmalardan biri, yeniden alfa parçacıklarını kullanarak bir elementin diğer bir elemente suni dönüşümünü gerçekleştirmek oldu

Deneyde, alfa parçacıklarının, nitrojen atomları gibi daha hafif atom çekirdeklerine çarptırıldıklarında, geriye doğru sapmaksızın çekirdekle kaynaştıkları ve nitrojen atomunun oksijen atomuna dönüştüğü görülür Bu süreçte diğer bir parçacığın ortaya çıktığını saptayan Rutherford, çekirdeğin temel taşı saydığı artı yüklü bir parçaya protonadını verdi

Kütlesi bakımından diğerlerine eş, lakin elektrik yükü olmayan üçüncü bir parçacık daha söz konusuydu (Nötrondenen bu parçacığı Rutherford'un asistanı James Chadwick 1932'de bulur) Bu, bilimsel araştırmaya bol paranın demin akmadığı bir dönemdi Cavendish'te bile deneyler, yamalıdenebilecek kolay araçlarla sürdürülüyordu

Rutherford'u ziyarete giden meşhur bilim yazarı Ritchie Calder, gördüklerini şöyle anlatmıştı: Konuşmamız sürerken bir ara, işlerin nasıl yürüdüğünü bakmak ister misiniz?' diyerek kolumdan tuttu, beni laboratuvarın yüksek voltaj bölümüne götürdü Karanlık denilebilecek bir odaya girmiştik; suni bir şimşek çakıp duruyordu Sonradan parçalanan atomları kaydeden bir sayacın tıkırtı seslerini duyduk 'Atom parçalayıcı' dedikleri bir makinenin önündeydik; günümüzdeki yüksek voltaj akseleratörleriyle karşılaştırıldığında son derece ilkel kalan bir cihaz!

Rutherford ve ekibi işte bu araçlarla çalışıyorlardı 'Paramız olmadığı için kafamızı uygulamak zorundayız,' diyordu Rutherford O, yalnız araçlarının basitliğiyle yok, bilime yaklaşımındaki basit tutumuyla da övünç duymaktaydı 'Kendim çok kolay olduğum için,' diyordu, 'doğanın da temelde kolay olduğuna inanıyorum'

Rutherford, bir dizi seçkin fizikçi yetiştirmekle kalmadı, onlara büyük bir esin kaynağı da oldu Nükleer fizik onun dünyasıydı Bu alandaki öndeyilerinden böylece azı hatalı çıkmıştır Yanılgılarından biri, çekirdekteki saklı enerjinin sürgit kilitli kalacağı inancıydı Ölümünden fazla yok iki yıl sonradan bu enerjinin atom bombasına dönüştürülebileceğine bundan böyle emin gözüyle bakılıyordu Neyse oysa, şansı bir defa daha yüzüne gülmüştü: Hiroşima'daki korkunç patlamayı duymayacaktı *