Ernest Rutherford

[bluemoon24]

Rutherford, dış görünümüyle

bir bilimadamından çok bir çiftlik kâhyası ya da bir aşiret reisini

andırmaktaydı. Esmer, irikıyım yapısı, gür sesi ve pos bıyığıyla yabanıl ve

ürkütücü; her yönüyle heybetli bir kişiydi. Laboratuvarında bir şey tersine

gitmesin; kükreyen sesi ortalığı sarsar, asistanlar suspus olurlardı. Oysa bu

kızgınlık gelip geçiciydi; onun hiç bir yapmacığa kaçmayan anlık sert

davranışlarının gerisinde sıcak, sevecen yaradılışı saklıydı. Ernest,

Yeni Zelanda'da küçük bir çiftlikte dünyaya gelmiştir. İskoç göçmeni olan

babası, araba tamircisiydi. Ernest, yoksul ve kalabalık bir ailenin içinde

büyüdü. Ne var ki, daha küçük yaşta sergilediği olağanüstü öğrenme merakı ona

çevredeki en iyi okulların kapısını açtı. Özellikle üniversitedeki parlak

başarısıyla dikkatleri çekti ve kazandığı burs, bilim ateşiyle yanan

delikanlının yaşamında yeni bir dönemin başlangıcı oldu. 1894'de, Cambridge

Üniversitesi ünlü fizik bilgini J.J. Thomson'un yanında çalışmak üzere

İngiltere'ye geldi. Üniversiteye bağlı Cavendish Laboratuvarı'ndaki ilk

yılını radyo dalgaları, ikinci yılını yeni keşfedilmiş olan X-ışınları

üzerindeki çalışmalarla geçirdi. Sonra, 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 beklenmedik bu çağrı karşısında 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 yana; kendi yolculuğu nedeniyle yaptığı borcu

bile ödeyemiyordu. Aldığı öneri ona bu olanakları da sağlayacaktı. Rutherford,

sonunda ister istemez çağrıyı kabul etti. Karar isabetliydi: McGill'de geçirdiği

yaklaşık on yıl içinde hem radyoaktif atomların kendiliğinden değişik 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 gerçekten

çok şanslı birisin: hep dalganın tepesinde seyrediyorsun, diye takıldığında,

Rutherford'un yanıtı kısa ve çarpıcı olmuştur: Unutma, o dalgayı ben kendim

yarattım. Alçakgönüllülük bir yana, Rutherford çoğu kez insanları küçümserdi.

Ona göre, bilim ya fizikti, ya da pul koleksiyonculuğu. Ama Nobel Ödülü'nü

fizikten değil, küçümsediği kimyadan almıştı. Hatırlatılınca, elementler gibi

kendisinin de transmutasyona uğradığını söyleyerek, işi şakayla geçiştirirdi.

1887'de J.J. Thomson'un elektronu keşfetmesiyle, bilim dünyası yeni bir

problemle karşı karşıya kalmıştı. Negatif elektrik yüklü elektronlar, hidrojen

atom kütlesinin ikibinde biri kadardı; oysa hidrojen, en basit madde türü olarak

biliniyordu. Üstelik 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 taşıyan pozitif elektrik

yüklü top biçiminde bir madde olduğunu ileri sürmüştü. Başka bir deyişle, atom

basit değildi; ama katı, yoğun bir madde olmanın ötesinde birşey de değildi.

Rutherford'un radyoaktiviteye ilişkin ilk önemli buluşu, alfa ve

beta dediği iki değişik ışının varlığını belirlemesiydi. Ayrıca, asistanı

Soddy ile birlikte bir elementin bir başka elemente dönüşümünde radyoaktivitenin

rolünü, deneysel olarak kanıtlamıştı.1907'de McGill'den Manchester

Üniversitesi'ne geçtiği zaman ilk 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 zaman nasıl

dağıldıklarını incelemekle görevlendirdi. Alman sonuç beklentiye hiç de uygun

değildi. Parçacıkların büyük çoğunlukla altın yapraktan doğrudan geçtiği

gözlenmişti. Sanki altın yaprağın yapısında geçişi engelleyen hiç bir atom

yoktu! Ama gözden kaçmaması gereken durum, yaprağa çarpan alfa parçacıklarının

yaklaşık 20.000'de birinin geri sapmasıydı. Bu ne demekti? Uzun bir

bocalamadan sonra Rutherford bu gözlemin, atomun yapısına ilişkin ipucu

verdiğini gördü: Atomun kütlesi neredeyse tümüyle, kapsamında son derece küçük

bir yer tutan pozitif elektrik yüklü bir çekirdekte toplanmış olmalıydı.

Çekirdeğin çevresinde hızla dönen elektronlar ise pozitif yükü dengeleyen

negatif yüklü daha küçük parçacıklardı. Kısacası atom güneş sistemine benzer bir

düzen sergilemekteydi. Alam büyük ölçüde boş bir atom gözönüne alındığında, alfa

parçacıklarının neden büyük bir çoğunlukla, hiç bir engelle karşılaşmamış gibi

altın yapraktan geçtikleri açıklık kazanmaktaydı. Mikroskopla

görülebilen nesnelerden bile küçük olan atomdan daha da küçük olan çekirdek ve

elektron gibi parçacıkları hayalde canlandırmak kolay 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 göre, her problemin

çözümü deney sonuçlarıyla sınırlı tutulmalıydı. Öyle ki, ortaya koyduğu atom

modelinin kuramsal açıklama gerektiren önemli bir sonucuna duyarsız kalmıştı.

Üstelik atom modeline ilişkin deneysel kanıtları, yerleşik fizik yasalarıyla da

tam bağdaşır değildi.Örneğin, negatif yüklü elektronlar belirtildiği

gibi gerçekten çekirdek çevresinde hızla 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, gerçekten radyasyon çıkarsaydı,

çok geçmeden yavaşlayıp çekirdeğe kapanması ve atomun tümüyle çökmesi beklenirdi

(Soruna kuramsal açıklamayı ortaya koyan kişi, daha sonra Rutherford'un seçkin

öğrencisi olan Niels Bohr'dur).Rutherford 1908'de Nobel Ödülü'nü,

1914'de Lord unvanını aldı. 1919'da Cavendish Laboratuvarı'nın başına geçti.

Cavendish onun yönetiminde çok geçmeden dünyanın başta gelen deneysel fizik

merkezi oldu. Burada giriştiği ilk çalışmalardan biri, yine alfa parçacıklarını

kullanarak bir elementin başka bir elemente yapay dönüşümünü gerçekleştirmek

oldu.Deneyde, alfa parçacıklarının, nitrojen atomları gibi daha hafif

atom çekirdeklerine çarptırıldıklarında, geriye sapmaksızın çekirdekle

kaynaştıkları ve nitrojen atomunun oksijen atomuna dönüştüğü görülür. Bu süreçte

başka bir parçacığın ortaya çıktığını saptayan Rutherford, çekirdeğin temel taşı

saydığı pozitif yüklü bir parçaya proton adını verdi. Kütlesi

bakımından diğerlerine benzeyen, ama elektrik yükü olmayan üçüncü bir parçacık

daha söz konusuydu (Nötron denen bu parçacığı Rutherford'un asistanı James

Chadwick 1932'de bulur). Bu, bilimsel araştırmaya bol paranın henüz akmadığı bir

dönemdi. Cavendish'te bile deneyler, derme çatma denebilecek basit araçlarla

sürdürülüyordu.Rutherford'u ziyarete giden tanınmış bilim yazarı Ritchie

Calder, gördüklerini şöyle anlatmıştı: Konuşmamız sürerken bir ara, işlerin

nasıl yürüdüğünü görmek ister misiniz?' diyerek kolumdan tuttu, beni

laboratuvarın yüksek voltaj bölümüne götürdü. Karanlık denilebilecek bir odaya

girmiştik; yapay bir şimşek çakıp duruyordu. Sonra parçalanan atomları kaydeden

bir sayacın tıkırtı seslerini duyduk. 'Atom parçalayıcı' dedikleri bir makinenin

önündeydik; günümüzdeki yüksek voltaj akseleratörleriyle karşılaştırıldığında

son derece ilkel kalan bir makine!Rutherford ve ekibi işte bu araçlarla

çalışıyorlardı. 'Paramız olmadığı için kafamızı kullanmak zorundayız,' diyordu

Rutherford. O, yalnız araçlarının basitliğiyle değil, bilime yaklaşımındaki

basit tutumuyla da övünç duymaktaydı. 'Kendim çok basit olduğum için,' diyordu,

'doğanın da temelde basit olduğuna inanıyorum' . Rutherford, bir dizi

seçkin fizikçi yetiştirmekle kalmadı, onlara büyük bir esin kaynağı da oldu.

Nükleer fizik onun dünyasıydı. Bu alandaki öndeyilerinden pek azı yanlış

çıkmıştır. Yanılgılarından biri, çekirdekteki saklı enerjinin sürgit kilitli

kalacağı inancıydı. Ölümünden çok değil iki yıl sonra bu enerjinin atom

bombasına dönüştürülebileceğine artık kesin gözüyle bakılıyordu. Neyse ki, şansı

bir kez daha yüzüne gülmüştü: Hiroşima'daki korkunç patlamayı duymayacaktı.



Siyaset, Bilim Ve Tarih Bilinci (Doğan Özlem )The Benefits Of TreesEnerji TasarrufuAlternatif Ucuz Enerji KaynaklarıErozyonun Tanımı Ve ÇeşitleriDünyamızın HareketleriDoğalgazDeve KuşlarıTeknolojik CellatlarımızKüresel IsınmaÇimento İşkolu Ve SorunlarıAtmosferin Başlıca Gaz KirleticileriNükleer EnerjiYapay KristallerHyrogen Fuel  The Fuel Of FutureKentiçi Ulaşımı Ve Çevre SorunlarıPrcı HakkındaÇevre Kirliliği Ve SonuçlarıSivil SavunmaUluslararası Hukuk Ve Çevre