الفيزيائي البريطاني إرنست رذرفورد

جامعة ماكجيل

وقد أكسبته قدرة رذرفورد البحثية على الأستاذ في جامعة ماكجيل ، مونتريال ، التي تفتخر بواحدة من أفضل المعامل تجهيزًا في النصف الغربي من الكرة الأرضية. ولفت انتباهه إلى عنصر آخر من العناصر القليلة التي كانت معروفة آنذاك بأنها مشعة ، ووجد هو وزميل له أن الثوريوم ينبعث منتجًا إشعاعيًا غازيًا ، سماه "الانبعاث". وقد ترك هذا بدوره وديعة نشطة صلبة تم حلها قريبًا في الثوريوم أ ، ب ، ج ، وهكذا. الغريب ، بعد المعالجة الكيميائية ، فقدت بعض العناصر المشعة نشاطها الإشعاعي لكنها استعادت في نهاية المطاف ، في حين فقدت مواد أخرى ، قوية في البداية ، نشاطها تدريجيًا. أدى هذا إلى مفهوم نصف العمر - في المصطلحات الحديثة ، الفاصل الزمني المطلوب لنصف النوى الذرية من العينة المشعة إلى الاضمحلال - والذي يتراوح من ثوان إلى مليارات السنين وهو فريد لكل عنصر مشع ، وبالتالي علامة تعريف ممتازة.

أدرك رذرفورد حاجته إلى مساعدة كيميائية خبيرة مع العدد المتزايد من العناصر المشعة. بالتتابع ، اجتذب مهارات فريدريك سودي ، وهو متظاهر في ماكجيل. بيرترام بوردين بولتوود ، أستاذ في جامعة ييل ؛ وأوتو هان ، باحث ما بعد الدكتوراه من ألمانيا. مع سودي ، طوّر رذرفورد في 1902–03 نظرية التحول ، أو نظرية التفكك ، كتفسير للنشاط الإشعاعي - أعظم إنجاز له في ماكجيل. لطالما تم طرد الكيمياء القديمة ونظرياتها حول عناصر التحول - مثل الرصاص إلى الذهب - من الكيمياء الحديثة. واعتبرت الذرات أجسامًا مستقرة. لكن Rutherford و Soddy ادعوا الآن أن طاقة النشاط الإشعاعي جاءت من داخل الذرة ، والانبعاث التلقائي لجسيم ألفا أو بيتا يشير إلى تغير كيميائي من عنصر إلى آخر. لقد توقعوا أن تكون هذه النظرية الأيقونية مثيرة للجدل ، لكن أدلتهم التجريبية الساحقة أخمدت المعارضة.

قبل فترة طويلة ، تم الاعتراف بأن العناصر المشعة سقطت في ثلاث عائلات ، أو سلسلة اضمحلال ، يرأسها اليورانيوم والثوريوم والأكتينيوم وكلها تنتهي بالرصاص غير النشط. وضع بولتوود الراديوم في سلسلة اليورانيوم ، وبناءً على اقتراح رذرفورد ، استخدم الكمية المتزايدة ببطء من الرصاص في المعدن لإظهار أن عمر الصخور القديمة كان في نطاق المليار سنة. اعتبر رذرفورد جسيم ألفا ، لأنه يحتوي على كتلة ملموسة ، مفتاح التحولات. قرر أنه يحمل شحنة موجبة ، لكنه لا يستطيع تمييز ما إذا كان أيون الهيدروجين أو الهيليوم.

أثناء وجوده في ماكجيل ، تزوج رذرفورد حبيبته من نيوزيلندا وأصبح مشهورًا. رحب بأعداد متزايدة من طلاب الأبحاث في مختبره ، بما في ذلك النساء في وقت درس فيه عدد قليل من الإناث العلوم. كان مطلوبًا كمتحدث وككاتب لمقالات المجلات ؛ كما كتب الكتاب الرائد في الفترة عن النشاط الإشعاعي ، النشاط الإشعاعي (1904). جاءت الميداليات والزمالة في الجمعية الملكية في لندن في طريقه. حتمًا ، جاءت عروض العمل أيضًا.