Ernest Rutherford | Etüt Odası Öğrencilerin Buluşma Noktası
Thomson’un öyküsüne ara verelim ve Atlantik ötesinde Kanada’ya gidel*m. Çünkü oraya çok büyük araştırmacı gidiyor. Rutherford’dan söz ediyorum. İngiltere’de Cambridge’in Cavendish laboratuvarında ünlü fizikçi J.J. Thomson’la çalışmakta olan 27 yaşındaki Yeni Zelandalı genç fizikçi Ernest Rutherford,1898 yılında, o sırada İngiliz dominyonu olan Kanada’nın Montreal McGill Üniveristesi’ne profesör olarak gelmeyi kabul etti. Onu çeken şey, kendine sağlanan alçakgönüllü olanaklar değil, radyoaktiflikle ilgili arşatırmalarına cömertçe yardım yapılacağıydı. İngiltere’den ayırılmadan önce de Kanada’ya uranyum ve toryum tuzları gönderdi. Toryum ve türevlerinin radyoaktifliğinin üzerinde duruyordu. Toryum,gümüş beyazlığında,ama görece yumşak bir metaldi ve adını İskandinav mitolojisindeki Tanrı Tor’dan alıyordu. Genç araştırmacı,rekabet duygusuna sahipti. Ona göre, bu bilimsel yarıştaki en iyiler, Becquerel ve Curie’lerdi. 1901’de J.J. Thomson’a yazdığı bir mektupta “yalnızlık duygusu” çektiğinin altını çizmektedir. Kendini, fizik dünyasının,Avrupa laboratuvarlarının çok uzağında hissetmektedir. Bununla birlikte bir yıl geçmeden her şey değişiverdi. Avrupa’nın en dinamik genç bilim adamları Montreal’a, Rutherford’un yanına gelmeye can atıyordu. İyi de o arada ne olmuştu? Tartışmadan Doğan Büyük Dostluk
Rutherford yukarıda anılan mektubunda(1901) şöyle yazıyordu: “ Yarın bizim yerel Fizik Cemiyeti’nde büyük bir tartışmalı toplantımız olacak ve bu vesileyle kimyacıları alaşağı etmeyi umuyoruz” .Genç fizikçi,kılıç çektiği kimyacılara,tıpkı dört yıldan az bir süre önce hocası J.J.Thomson’un keşfettiği elektron gibi,atomun da, daha küçük parçaları bulunduğunu ve bir kimyasal elementin,kimyasal yöntemleriyle değil, kendi ışımasıyla “bölündüğünü” göstermek istemekteydi. Karşısında, kendine yaraşır bir rakip vardı: Bu Mc Gill’de asistanlığa yükselmiş,genç ve yetenekli bir kimyacı olan Frederic Soddy idi.Frederic Soddy (1871-1937), Oxford’dan gelmişti;çelişkileri yakalamada usta, tartışmalara tutkun ve konuşma yeteneğiyle karşısındakileri etkileyen bir kişiydi. Soddy,değişmez ve bölünemez olan atomun kimyanın temelini oluşturduğunu anımsatarak,ışınımların, kendi başına alındığında tartılabilir nitelikteki bir kimyasal tözle aynı maddi dayanıklılığa sahip olmadıklarını savundu. Elbette bu savunma doğru değildi. Bununla birlikte, bu unutulmaz tartışmanın ardından,Rutherford, Soddy’e kendisiyle birlikte çalışmasını önerdi. Toryumun ışımasının yapısını çözebilmek için bir kimyacıyla çalışması gerektiğini görmüştü Rutherford.Rutherford,coşkulu, büyük bir enerjiye sahip,ani öfke krizlerine girebilen bir kişiydi; kanıtlamaların gücüyle ikna etmeyi başarırdı. Kavrayış gücü ünlüydü:bir sürü çelişik olgunun ortasında,anlamlı olanı görebilir ve dirençle ipucunun peşinden koşabilirdi. Çözümü sezebilme gücü vardı onda. Deneyleri her zaman için basitti ve gereksiz zorlamalardan arınmıştı. Deneyin önceliği, mutlak bir buyruk niteliğindeydi; gözlemlere dayanmayan bir kuramsal varsayımın onun gözünde hiçbir değeri yoktu. Üniversitedeki meslektaşlarından bir edebiyat profesörü,onun karşısındakilerde bıraktığı izlenimin bir tek terimle betimlenebileceğini söylemiştir : Rutherford “radyoakitf”ti. Frederick Soddy’ye gelince,o keskin bir zekalı bir insandı. Kültürlüydü. Akıl yürütmeleri hızlı ve parlaktı. Tartışmayı da seviyordu.Bu iki kişilik uzlaştı ve son derece verimli bir18 ay geçti. Soddy,kimyasal araştırmaları Rutherford da fiziksel ölçümleri üstlenmişti. Dönüşümü hemen kabullenen kimdi biliyor musunuz? Soddy idi. Katı bir madde olan toryumun sürekli olarak bir gaz oluşturmasını yorumlayan Soddy, Rutherford’a “Bu bir transmutasyon. Toryum parçalanıyor ve bir başka element dönüşüyor” dediğinde Rutherford ona şöyle karşılık veriyor: “ Tanrı aşkına Soddy,çeneni kapat,bizi simyacı sanacaklar”.Atomun değişmezliğine ve bölünmezliğine ilişkin düşünceler altüst oluyordu. Rutherford ve Soddy’nin açıklamaları Mc Gill Ünvisersitesi’nin tutucu profesörlerini dehşete düşürmüştü. Bunlar, Rutherford ve Soddy’nin üniversitenin saygınlığına gölge düşürecekleri vaazlarını verdiler. Bereket kıdemli,yaşlı ama ileri görüşlü fizik profesörleri de vardı. Bunlardan John Cox, Rutherford ve Soddy’nin çalışmaları için “bu yeni kavrayış Üniversite’nin ününe katkıda bulunacaktır” diye savundu.Aslında yeni kuram bilimsel topluluk tarfından hemen benimsendi. Yaşlı Lord Kelvin’in bazı itirazları olduysa da,bunlar uzun sürmedi. Bu buluş Rutherford’a ve Soddy’ye dünya çapında bir saygınlık kazandırdı.Radyoaktiflikle ilgi çalışmaları ona daha 1908'de Nobel Kimya Ödülü’nü getirmişti. Rutherford ve Soddy, daha önce değişmez olarak düşünülen kimyasal elementlerin radyoaktiflik sürecinde başka elementlere dönüştüğünü bulmuşlardı. Soddy, yeni olayı “radyoatif dönüşüm” olarak adlandırmayı önerdi. Kurşunun altına dönüşümü gibi, elementlerin dönüşümü,19. yy kimyacılarının ve fizikçilerinin reddettiği bir eski simya düşüydü. Soddy’nin önerisine Rutherford’un yanıtı “Zeus aşkına Soddy, bizi simyacı sanacaklar” demek olmuştu.
Rutherford, 1908 yılında Nobel Ödülü’nü aldı. Hangi branştan mı ? Kimyadan. Nobel Komitesi, gerekçeyi şöyle anlatıyordu:“Parçalanma kuramı ve üzerinde temellendiği deneysel sonuçlar kimyanın temel kavramlarının yeni ve çok daha geniş bir şekilde yorumlanmasına yol açmıştır. 19. Yy boyunca atom ve kimyasal element,kimyasaal ayrıştırma yoluyla ulaşılabilen nihai birimleri göstermekle ve böylece deneysel araştırmanın sınırını oluşturmaktaydılar. Bu sınırın ötesinde neyin varolabileceğinin bilinmesi,şu ya da bu ölçüde belirsiz ve kısır spekülasyonların konusundan ibaretti. Uzun süre anlaşılamayan bu sınır,şimdi artık ortadan kalkmıştır… Elementlerin değişmezliği yasası artık savunulamaz ve atomların yapısı ile bu yapıyı yöneten yasalar, tıpkı onlardan önce moleküller için olduğu gibi,bundan böyle kesin ölçümlere dayanan bilimsel yöntemlerle araştırılabilecektir.”Aslında bilim dünyası Rutherford’u, Nobel Komitesinin ödüllendirdiği radyoaktif dönüşüm yasasından çok, birkaç yıl sonra Manchester’de yaptığı iki keşif nedeniyle daha çok tanır. Bunlardan birincisi 1911 yılında “atomun çekirdeği”nin varlığını kanıtlaması, ikincisi de 1919’da ilk yapay çekirdek dönüşümünü, azot atomunun oksijen atomuna dönüşümünü gerçekleştirmesidir.
Alfa ışınları ile atom incelemeleri ve radyoaktivite ile ilgili çalışmaları nedeniyle 1908'de Nobel Ödülü’nü aldı. kendisi alfa saçılma olayını şöyle yorumlamıştır: “ Alfaların geri saçılmasının tek bir çarpışma sonucunda meydana geldiğini düşündüm. Hesapları yaptığımda elde ettiğim sonuç şaşırtıcıydı. Alfa parçacığının yaklaşma uzaklığı çok küçük bir değere sahipti. Bu, ancak atom kütlesinin büyük bir kısmının çok ufak bir hacimde, çekirdekte yoğunlaşmış olması halinde mümkün olabilirdi Böylece, bir atomun, merkezinde ufak bir hacimde yoğun kütle ve yük içeren bir yapıda olduğu sonucuna vardım” ​