Güncel Kim Kimdir

ERNEST RUTHERFORD

Tarafından yazılmıştır admin

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, izcilikle 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 bilim adamı 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 meslektaşı, “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 alması hatırlatılınca, elementler gibi kendisinin de trans mutasyona 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 iki binde 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 bir şey 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 McGilI’den Manchcster Üniversitesi’ne geçtiği zaman ilk ele aldığı problem ato­mun yapısıydı. Araştırmasında, beta parçacık­larından sekiz bin 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. Alanı büyük ölçüde boş bir atom göz önüne alındığında, al­fa parçacıklarının neden büyük bir çoğunluk­la hiç bir engelle karşılaşmamış gibi altın yapraktan geçtikleri açıklık kazanmaktaydı.

Mikroskopla görülebilen nesnelerden 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 bilim adamı 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 gibi 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 onaya 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 kaynaştıklarını ve nitrojen atomunun oksijen atomuna dönüştü­ğünü gördü. Bu süreçte başka bir parçacığın or­taya çıktığını saptayan Rutherford, çekirde­ğin temel taşı savdığı 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 buldu. Bu, bilimsel araştırmaya bol paranın henüz akmadığı bir dönemdi. Cavendish’te bile deneyler, “der­me çatma” denebilecek basit araçlarla sürdürülüyordu. Ruthcrford’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 bit şimşek çakıp duruyordu. Sonra parçalanan atomları kaybeden bir sayacın tıkırtı seslerini duyduk. ‘Atom parçalayıcı’ dedikleri bir makinenin önündeydik; günümüzdeki yüksek voltaj akseleratörleriyIe 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 ön görüşlerinden pek azı yanlış çıkmıştır. Yanılgılarından biri çekirdekteki saklı enerjinin sürekli olarak kilitli kalacağı inancıydı. Neyse ki şansı bir kez daha yüzüne gülmüştü: Hiroşima’daki korkunç patlamayı duymayacaktı.

Yazar Hakkında

admin

%d blogcu bunu beğendi: