เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด (Ernest Rutherford)

ภาพจากเว็บ  www.nobelprize.org

                    คำว่า อะตอม (Atom) มีมานานกว่าสองพันปีแล้ว แต่ภาพโครงสร้างอะตอมที่ถูกต้องในส่วนเป็นโครงสร้างภาพรวม คือ ประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอน คล้ายระบบสุริยะ เพิ่งเกิดเมื่อต้นศตวรรษที่ยี่สิบ โดย เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด

ชื่อของรังสีหรืออนุภาคที่เป็นกัมมันตรังสีพื้นฐานที่สุด มีอยู่ 3 ชนิด คือ แอลฟา บีตา และแกมมา อนุภาคพื้นฐานชนิดหนึ่งที่เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของอะตอมในจักรวาล คือ โปรตอน ชื่อทั้งหมดเหล่านี้ คือแอลฟา บีตา แกมมา และโปรตอน ล้วนได้รับการตั้งชื่อโดย เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด

ผู้ที่ทำให้ความฝันของนักอัลเคมี (Alchemist) ในอดีต เป็นจริงขึ้นมา โดยการเปลี่ยนอะตอมของธาตุไนโตรเจน เป็นธาตุอะตอมได้สำเร็จ คือ เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด

เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด สุดยอดนักฟิสิกส์โลกตลอดกาล อันดับที่สิบ เป็นชาวอังกฤษ เกิดที่นิวซีแลนด์ (บรรพบุรุษเป็นชาวสก็อต) เมื่อปี ค.ศ. 1871 ถึงแก่กรรม ปี ค.ศ. 1937 เป็นนักฟิสิกส์ที่เก่งทั้งเชิงทฤษฎี และการทดลอง เป็นลูกศิษย์ของนักฟิสิกส์มีชื่อ ผู้ให้กำเนิดทฤษฎีโครงสร้างอะตอมอย่างเป็นรูปธรรมยุคใหม่ (ถึงแม้จะผิด) คือ เจ.เจ.ทอมสัน (J.J. Thomson) และก็เป็นผู้ที่ดัดแปลง๊.ปรับปรุงทฤษฎีโครงสร้างอะตอมของ เจ.เจ.ทอมสัน จะกระทั่งเป็นต้นแบบโครงสร้างอะตอมที่คนส่วนใหญ่เข้าใจกันในปัจจุบัน ซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอน คล้ายระบบสุริยะ

เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เติบโตเป็นวัยรุ่นที่นิวซีแลนด์ อาชีพทางฟิสิกส์ของเขาเริ่มต้นในปี ค.ศ.1895 เมื่อเขาได้รับทุนจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษ หลังจากที่สำเร็จปริญญาเอกฟิสิกส์ เขาได้มีโอกาสทำการวิจัยหลังปริญญาเอกอยู่กับ เจ.เจ.ทอมสัน ไปทำงานที่แคนาดา อยู่พักหนึ่ง กลับไปนิวซีแลนด์ แต่งงาน แล้วก็กลับไปปักหลักอาชีพทางฟิสิกส์อย่างถาวรในประเทศอังกฤษ

งานวิจัยสำคัญในช่วงตั้งแต่ระยะแรกๆ ที่ปักหลักทำงานเจาะศึกษาวิจัยทางฟิสิกส์อย่างจริงจัง ของ เออร์เนสต์ รัท-เทอร์ฟอร์ด คือ งานศึกษาวิจัยเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสี ซึ่งในระยะแรกๆ นั้น ยังไม่รู้จักกันเลยว่า จริงๆ แล้ว คืออะไร นอกเหนือไปจากธรรมชาติความเป็นกัมมันตภาพรังสีของบางสิ่งบางอย่าง กล่าวคือ สารบางชนิด มีคุณสมบัติแปลกๆ ซึ่งก็คือกัมมันตภาพรังสีในปัจจุบัน

                เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด พบว่า สารกัมมันตรังสี ปล่อยกัมมันตภาพรังสีออกมาหลายชนิด

ชนิดหนึ่งมีประจุไฟฟ้าเป็นบวกเขาตั้งชื่อเรียกว่า รังสีแอลฟา

ชนิดหนึ่งมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ เขาตั้งชื่อเรียกว่า รังสีบีตา

รังสีแอลฟา รังสีบีตา ล้วนมีผลเมื่ออยู่ในสนามแม่เหล็ก แต่ในยุคสมัยนั้น ได้มีการค้นพบกัมมันตภาพรังสี ซึ่งสนามแม่เหล็กไม่สามารถไปมีอิทธิพลส่งผลต่อกัมมันตภาพรังสีชนิดนั้นได้ เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เป็นผู้ตั้งชื่อเรียกกัมมันตภาพรังสีนี้ว่า แกมมา

เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ได้รับรางวัลโนเบล ในปี ค.ศ.1908 สำหรับผลงานเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสี เขาพบว่า รังสีแอลฟา จริงๆ แล้ว คือ อะตอมของธาตุฮีเลียม ที่สูญเสียอิเล็กตรอนไป

จากการศึกษาอัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีชนิดต่าง ๆ เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เสนอทฤษฎีว่า ธาตุทุกชนิด มีอัตราการสลายตัวครึ่งหนึ่ง ตามช่วงเวลาเฉพาะตัวที่แน่นอน เช่น ธาตุคาร์บอน-14 จะสลายตัวไปเป็นปริมาณเหลืออยู่ครึ่งหนึ่ง ทุก 5,600 ปี เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เป็นผู้ตั้งชื่อ คำว่า Half Life (ค่าครึ่งชีวิต) สำหรับช่วงเวลาที่ธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิด จะสลายตัว เหลือปริมาณครึ่งหนึ่งเสมอ

สำหรับการคิดเสนอภาพจำลองโครงสร้างอะตอมของธาตุต่าง ๆ เป็นระบบสุริยะ มีนิวเคลียสอยู่ตรงกลาง (เช่นเดียวกับดวงอาทิตย์) มีอิเล็กตรอนโคจรอยู่รอบ ๆ นิวเคลียส (เช่นเดียวกับดาวเคราะห์ต่าง ๆ โคจรรอบดวงอาทิตย์) เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เกิดความคิดขึ้นมา จากการทดลองยิงกระสุนรังสีแอลฟา ใส่แผ่นทองบาง ๆ พบว่า รังสีแอลฟา ซึ่งก็คือ อะตอมฮีเลียม มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก ส่วนใหญ่เดินทางทะลุผ่านแผ่นทอง แต่มีอยู่จำนวนหนึ่ง เบนไปจากทิศทางเดิม หรือสะท้อนถอยกลับออกมาจากแผ่นทอง เขาจึงเกิดความคิดภาพของอะตอม เป็นแบบระบบสุริยะที่รู้จักกันดีถึงปัจจุบัน

เมื่อเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ถึงแก่กรรม ! ร่างของเขาได้รับเกียรติฝังอยู่ในโบสถ์เวสมินสเตอร์ ใกล้ที่ฝังร่างของไอแซก นิวตัน

 

ข้อมูลจาก  Physics World