Ernest Rutherford: Nobel de Química y padre de la Física Nuclear

Lord Ernest Rutherford (1871-1937) fue un personaje científicamente hablando, excepcional. Catedrático de Física en la Universidad de Victoria, Manchester (Inglaterra), galardonado en 1908 con el Premio Nobel de Química. Sus investigaciones estuvieron estrechamente relacionadas con logros que habían obtenido ya el reconocimiento de la Academia en forma de Nobel en ocasiones anteriores, como el trabajo teórico y experimental de J. J. Thomson (su gran mentor) sobre el movimiento de la electricidad a través de gases, el descubrimiento de H. Becquerel de la radiactividad espontánea, y la investigación del matrimonio Curie o los conocidos rayos de Becquerel (las famosas radiaciones alfa, beta y gamma).

Pero para Rutherford no todo fueron logros fáciles. Sus padres de Rutherford eran granjeros; habían emigrado a Nueva Zelanda desde el Reino Unido, donde Ernest nació en 1871. Se trataba de una familia bastante humilde, por lo que pudo obtener su educación superior gracias a un gran esfuerzo y distintas becas.

¿Quién les hubiera dicho a sus padres que a su hijo se le concedería el título de Lord o Barón Rutherford de Nelson, con el lema Primordia Quaerere Rerum, el que todo conocimiento busca?

En un principio, Rutherford estudió en la Universidad de Nueva Zelanda, y posteriormente se trasladó a la Universidad de Cambridge para doctorarse. En 1898 viajó hasta Canadá y se convirtió en Catedrático de Física en la Universidad de McGill, en Montreal.

Allí trabajó en descifrar la naturaleza de esos misteriosos rayos, realizando diversos experimentos con sustancias emisoras de radiactividad espontánea, como el uranio, con el objetivo de determinar la capacidad de penetración de dicha radiación. Pero el descubrimiento más fundamental y revolucionario de todos lo realizó con un ayudante, el físico F. Soddy, en 1901, cuando estaban estudiando un elemento radiactivo, el torio, y observaron que aparecía uranio donde antes no existía: “unos elementos se convertían de manera espontánea en otros diferentes”. Este hecho podía llegar a suponer que, una de las bases de la Química con la que se había desenmascarado a charlatanes durante siglos -que los elementos no podían convertirse unos en otros, simplemente combinarse de una manera u otra para formar distintas moléculas- se había desvanecido.

La transmutación de unos elementos en otros era posible, y de una manera rocambolesca, los alquimistas tenían razón en este aspecto, aunque fuera pura casualidad y sin comprender si quiera el concepto de elemento. De hecho, la hipótesis de la desintegración del propio Rutherford lo explicaba muy bien: el átomo inestable emitía partículas alfa (cargas positivas), partículas beta (cargas negativas o electrones) y radiación gamma (radiación electromagnética), y como consecuencia se modificaban sus propiedades de una manera íntima, convirtiéndose el átomo en uno diferente, perteneciente a un elemento distinto.

Las investigaciones sobre los fenómenos radiactivos que caracterizaron al elemento torio llevaron a Rutherford a descubrir que este elemento emana una sustancia gaseosa, la llamada emanación del torio. Como explicación de estos fenómenos sorprendentes, Rutherford junto con Soddy, postularon en 1902 la denominada teoría de la desintegración de los átomos. De acuerdo con esta teoría, el origen y la pérdida de la radiactividad deben ser consideradas como consecuencia de cambios, no en la molécula, sino en el átomo en sí mismo.

Los elementos radiactivos están sujetos, consecuentemente, a una desintegración real, de modo que en cualquier espacio de tiempo un porcentaje determinado de sus átomos se rompen en una o más partículas de radiación por una parte, y en un átomo nuevo por otra, que por tanto constituye un nuevo elemento distinto del origen, debido a las diferencias que manifiesta en sus propiedades físicas y químicas.
Este nuevo elemento puede a su vez desintegrarse de un modo similar, y así, paso a paso, hasta que finalmente aparece un átomo de mayor estabilidad y permanencia. Las medidas realizadas mostraban que la semivida de desintegración variaba entre unos pocos segundos y miles de millones de años.
Donde el neozelandés se equivocó completamente fue al especular sobre la utilización de esta energía de un modo práctico, afirmando lo siguiente: “La energía producida por la desintegración del átomo es muy pobre. Cualquiera que pretenda utilizar la transformación de los átomos como fuente de energía está diciendo estupideces”.

¿Se imaginan cómo viviríamos hoy en día si no utilizáramos la energía nuclear procedente de las reacciones atómicas?

Publicado en Diario de Avisos – Principia 18 de abril de 2013

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