Как «крокодил» стал отцом ядерной физики

Он ввел в науку понятие альфа‑ и бета-излучения, открыл закон радиоактивного распада. Отчего и считается «отцом ядерной физики». Однако стал им поневоле. Планировал изучать радиоволны, но деньги на исследования выдали итальянцу Маркони. Пришлось идти в ассистенты к ученому, занимавшемуся ионизацией газов под действием рентгеновских лучей. Там-то он и сделал свое главное открытие. Хотя Нобелевскую премию получил по химии, с формулировкой «за проведённые исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ».

Эрнест Резерфорд появился на свет 30 августа 1871 года в Новой Зеландии. В семье было 12 детей, но только Эрнест с детства удивлял родителей. Отличник, стипендиат со школьной скамьи. Еще студентом придумал и изготовил магнитный детектор — один из первых приёмников электромагнитных волн. В 25 лет — уже признанный ученый. В этом возрасте Эрнест сделал свое первое фундаментальное открытие: обнаружил неоднородность излучения, испускаемого ураном, что и принесло ему известность в мире науки. В 32 года Резерфорд стал «академиком»: избран членом Лондонского Королевского общества — британской Академии наук. С 1925 по 1930 годы возглавлял эту организацию, став ее президентом.

При жизни был обласкан властями. В 1914 году получил дворянский титул, став «сэром Эрнстом». Король Британии посвятил его в рыцари в Букингемском дворце. С того момента звали Резерфорда «пэр Англии барон Резерфорд Нельсон». У него появился родовой герб. Придумал его «сэр Эрнст» сам: на гербе изображена птица киви, как символ Новой Зеландии и экспонента — кривая, характеризующая процесс убывания со временем числа радиоактивных атомов.

Удивительный факт: Резерфорд — один из немногих лауреатов Нобелевской премии, кто сделал свою самую известную работу уже после её получения. В 1908 году ученый был удостоен этой высшей научной награды, а в 1909 вместе с Гансом Гейгером и Эрнстом Марсденом провёл эксперимент, доказавший существование ядра в атоме. Сам не очень верил в успех, когда предложил своим ученикам провести опыты по рассеиванию альфа-частиц. «Это было почти столь же невероятно, как если бы вы стреляли 15-дюймовым снарядом в кусок тонкой бумаги, а снаряд возвратился бы к вам и нанёс удар», — признавался Резерфорд. Однако опыт удался. Это позволило Резерфорду создать планетарную модель атома (1911 г.). Согласно ей, атом состоит из очень маленького положительно заряженного ядра, содержащего большую часть массы атома, и вращающихся вокруг него лёгких электронов.

Резерфорд открыл закон радиоактивного распада. До него господствовала идея о неизменности и неделимости атома. Резерфорд доказал ошибочность подобных представлений. Поскольку ядра атомов химических элементов достаточно устойчивы, он предположил, что для их преобразования или разрушения нужна очень большая энергия. Первое ядро, подвергнутое искусственному преобразованию, было ядро атома азота. Бомбардируя азот альфа-частицами с большой энергией, Резерфорд обнаружил появление протонов — ядер атома водорода. Тогда-то, возможно, и пришла ему в голову фраза: «All science is either physics or stamp collecting» («Вся наука — или физика, или коллекционирование марок»).

Коллега Резерфорда по цеху, выдающийся российский физик Петр Капица отмечал, что сэр Эрнест мало пользовался формулами, но был гениальным экспериментатором, напоминая в этом отношении Фарадея. По его словам, главным качеством английского ученого была наблюдательность. Благодаря ей он открыл, например, эманацию тория, заметив различия в показаниях электроскопа, измерявшего ионизацию, при открытой и закрытой дверце в приборе, перекрывавшей поток воздуха.

Капица дал Резерфорду прозвище «Крокодил», которое англичанину очень нравилось. «Это животное никогда не поворачивает назад и потому может символизировать Резерфордовскую проницательность и его стремительное продвижение вперед», — пояснял Капица. «Крокодил» выхлопотал 15 тысяч фунтов стерлингов на постройку и оборудование специальной лаборатории для российского физика. Ее торжественно открыли в Кембридже зимой 1933 года. На стене здания был высечен огромный, во всю стену крокодил — его Капица заказал известному скульптору. «Это я», — с улыбкой объяснил присутствующим сам Резерфорд, указывая на барельеф. Дверь в лабораторию, кстати, открыли позолоченным ключом в форме крокодила.

«Отец ядерной физики» чуть-чуть не дожил до «кульминационного пункта развития направления, которое фактически было областью его научной деятельности», — отмечал один из его ближайших сотрудников Патрик Блэккет, — до открытия деления урана». Его через несколько лет после смерти ученого обнаружили немецкие физики Отто Ган и Лизе Майтнер. Однако Резерфорд предсказывал возможность расщепления атомных ядер легких элементов и искусственных ядерных превращений, вплотную подошел к открытию нейтрона.

У Резерфорда был шанс дожить до «кульминации своего направления»: с детства он отличался богатырской силой и здоровьем, причем, это было наследственное — родители дожили до 90 лет. Но помешала неудачная операция по поводу ущемления грыжи: ее великий физик не перенес и умер 19 октября 1937 года в возрасте 66 лет. Похоронили пэра Англии барона Резерфорда Нельсона со всеми подобающими почестями — в Вестминстерском аббатстве, рядом с могилами Ньютона, Дарвина и Фарадея.