Ernest Rutherford: Padre de la Física Atómica y Modelo Atómico

Ernest Rutherford (1871-1937)

Físico y químico neozelandés-británico

Ernest Rutherford (Nelson, Nueva Zelanda, 1871 - Londres, 1937) fue un destacado físico y químico. Se licenció en Christchurch (Nueva Zelanda) en 1893. En 1895, se trasladó a la Universidad de Cambridge para trabajar como ayudante de Joseph John Thomson. En 1898, fue nombrado catedrático de la Universidad McGill de Montreal, Canadá. Regresó al Reino Unido en 1907, incorporándose a la Universidad de Manchester como docente. En 1919, sucedió a Thomson como director del Cavendish Laboratory de la Universidad de Cambridge.

Padre de la Física Atómica

Ernest Rutherford es considerado uno de los padres de la física atómica por sus trabajos en este campo. Sus investigaciones abarcaron:

• La detección de radiaciones electromagnéticas.
• La ionización del aire producida por los rayos X.
• El estudio de las emisiones radioactivas descubiertas por Henri Becquerel, clasificándolas en rayos alfa, beta y gamma.

Teoría de la Radioactividad y Colaboraciones Clave

En 1902, junto con Frederick Soddy, Rutherford formuló la teoría sobre la radioactividad natural asociada a las transformaciones espontáneas de los elementos. También colaboró con Hans Geiger en el desarrollo del contador Geiger, un detector de radiaciones. En 1908, demostró que las partículas alfa son iones de helio (núcleos del átomo de helio).

El Modelo Atómico de Rutherford

En 1911, Rutherford describió un nuevo modelo atómico, que luego sería perfeccionado por Niels Bohr. Este modelo postulaba la existencia de:

• Un núcleo central en el átomo, donde se concentraba casi toda la masa y las cargas positivas.
• Una corteza de electrones con carga negativa.

Rutherford demostró experimentalmente esta teoría a partir de las desviaciones en la trayectoria de partículas emitidas por sustancias radioactivas al bombardear átomos. Sus experimentos también permitieron establecer un orden de magnitud para las dimensiones del núcleo atómico.

Investigaciones Durante la Primera Guerra Mundial y Transmutación Artificial

Durante la Primera Guerra Mundial, Rutherford investigó la detección de submarinos mediante ondas sonoras, siendo un precursor del sonar. En 1919, logró la primera transmutación artificial de elementos químicos al bombardear un átomo de nitrógeno con partículas alfa. Las transmutaciones se deben a la capacidad de transformación de un átomo al ser bombardeado con partículas que penetran en su núcleo.

Aportes posteriores y Reconocimientos

Poco después de su descubrimiento, se precisaron las características de las transmutaciones. Se comprobó que la energía cinética de los protones emitidos podía ser mayor que la de las partículas incidentes, lo que indicaba que la energía interna del núcleo intervenía en la transmutación. En 1923, Patrick Blackett, usando una cámara de burbujas (cámara de Wilson), describió ocho transmutaciones y estableció la reacción que había tenido lugar, tras fotografiar cerca de 400,000 trayectorias de partículas.

Rutherford recibió el Premio Nobel de Química en 1908 por sus investigaciones sobre la desintegración de los elementos. Fue miembro (1903) y presidente (1925-1930) de la Royal Society de Londres. Recibió los títulos de sir (1914) y barón Rutherford of Nelson (1931). El elemento 104 de la tabla periódica se denomina Rutherfordio en su honor. Sus restos mortales fueron inhumados en la abadía de Westminster.