Ерне́ст Ре́зерфорд (; 30 серпня 1871, , Нова Зеландія, Британська імперія — 19 жовтня 1937, Кембридж, Англія, Британська імперія) — британський фізик, лауреат Нобелівської премії з хімії (1908).

Резерфорд відомий, передусім, експериментами з розсіювання альфа-частинок (Резерфордівське розсіяння), завдяки якому він встановив структуру атома, як системи, яка складається із малого за розмірами позитивно зарядженого ядра й електронів.

Біографія

Молоді роки та навчання

Народився у Новій Зеландії у невеликому селищі Спрінг-Грув (), розташованому на півночі Південного острова поблизу міста Нельсона, в сім'ї колісника та сільської вчительки. Батько — Джеймс Резерфорд, іммігрував з міста Перт (Шотландія), а мати — Марта Томпсон, родом з Горнчерча, (графство Ессекс, Англія). Ернест був четвертою дитиною у сім'ї з дванадцяти дітей. Мав на диво хорошу пам'ять і богатирське здоров'я та силу. Під керівництвом батька хлопчик отримав хорошу підготовку для роботи в майстерні, що згодом допомогло йому при конструюванні та створенні наукової апаратури.

З відзнакою закінчив початкову школу у , де у той час мешкала сім'я, отримав 580 балів з 600 можливих і премію у 50 фунтів стерлінгів для продовження навчання в коледжі провінції Нельсон, куди вступив у 1887 році. Чергова стипендія дозволила йому продовжити навчання в Кентербері-коледжі у Крайстчерчі (тепер ). На ті часи це був маленький університет, де навчалось 150 студентів і викладали всього 7 професорів. Резерфорд захопився наукою і з першого дня почав дослідницьку роботу.

У коледжі на Резерфорда значний вплив справили його вчителі: викладач фізики й хімії Е. У. Бікертон й математик Дж. Х. Х. Кук. Після того як у 1892 році Резерфорду було присуджено ступінь бакалавра гуманітарних наук, він залишився в Кентербері-коледжі і продовжив свої заняття завдяки отриманій стипендії з математики. На наступний рік він став магістром гуманітарних наук, краще всіх склавши іспити з математики та фізики. Його магістерська робота «Магнетизація заліза при високочастотних розрядах» стосувалася виявлення високочастотних радіохвиль, існування яких було доведено біля десяти років тому. Для того щоб вивчити це явище, він сконструював бездротовий радіоприймач (як це зробив Г. Марконі за кілька років до того).

У 1894 році в «Новинах філософського інституту Нової Зеландії» з'явилася його перша друкована праця «Намагнічування заліза високочастотними розрядами», яка стосувалась питань виявлення високочастотних електромагнітних полів, існування яких було доведене у 1888 році німецьким фізиком Г. Герцом. Резерфорд винайшов та сконструював прилад — магнітний детектор, один з перших приймачів електромагнітних хвиль. Після закінчення університету у 1894 році Резерфорд протягом року вчителював у середній школі.

Найобдарованішим молодим підданим британської корони, які проживали в колоніях, один раз у два роки надавалась особлива стипендія імені Всесвітньої виставки 1851 року — 150 фунтів стерлінгів на рікДанин Д. С. Резерфорд. — М.: Молодая гвардия, 1966. — 624 с., яка давала можливість подальшого просування у науці в Англії. 1895 року ця стипендія виявилась вакантною, перший кандидат на неї відмовився за сімейними обставинами, другим кандидатом був Резерфорд.

Восени того ж року за позичені гроші на квиток на пароплав до Великої Британії Резерфорд прибув в Англію в Кавендіську лабораторію Кембриджського університеті і став першим докторантом її директора Джозефа Джона Томсона. 1895 рік був першим роком, коли (за ініціативою Дж. Дж. Томсона) студенти, які закінчили інші університети, могли продовжувати наукову роботу в лабораторіях Кембриджа. Разом з Резерфордом цією нагодою скористались Джон Мак-Леннан, Джон Таунсенд та Поль Ланжевен. З Ланжевеном Резерфорд працював в одній кімнаті й подружився з ним, ця дружба продовжилась до кінця їх життя.

У тому ж 1895 році відбулись заручини з Мері Джорджіною Ньютон (; 1876—1945) — дочкою хазяйки пансіону, у якому проживав Резерфорд. Взяли шлюб вони у 1900 році, 30 березня 1901 року в них народилась дочка — Ейлін Мері (; 1901—1930), згодом дружина Ральфа Фаулера, відомого астрофізика.

Життя у науці Резерфорд планував займатись детектором радіохвиль, скласти екзамени з фізики й отримати ступінь магістра. Але у наступному році виявилось, що державна пошта Великої Британії віддала перевагу у фінансуванні Гульєльмо Марконі у дослідженні електромагнітних хвиль та відмовила у фінансуванні аналогічних робіт Кавендіської лабораторії. Отримуваної стипендії бракувало навіть на харчування, тому Резерфорд змушений був репетиторствувати та асистентствувати у Дж. Дж. Томсона з питань вивчення явища іонізації газів під впливом рентгенівських променів. Томсон був глибоко вражений проведеним Резерфордом дослідженням радіохвиль, і у 1896 році запропонував молодому науковцю спільно вивчати вплив рентгенівських променів на електричні розряди в газах. У тому ж році з'явилася спільна робота Томсона і Резерфорда «Про проходження електрики через гази, піддані впливу променів Рентгена». У наступному році вийшла у світ заключна стаття Резерфорда «Магнітний детектор електричних хвиль і деякі його застосування». Після цього він повністю зосередив свої сили на дослідженні газового розряду. 1897 року з'явилася і його нова робота «Про електризацію газів, в умовах дії рентгенівських променів, і про поглинання рентгенівського випромінювання газами й парами».

Спільно з Дж. Дж. Томсоном Резерфорд відкрив явище насичення струму в умовах іонізації газу. Їхня співпраця увінчалася й іншими вагомими результатами, включаючи відкриття Томсоном електрона — атомної частки, яка несе негативний електричний заряд. Спираючись на свої дослідження, Томсон і Резерфорд висунули припущення, що, коли рентгенівські промені проходять через газ, вони руйнують атоми цього газу, вивільняючи однакове число позитивно і негативно заряджених частинок. Ці частинки вони назвали іонами. Після цієї роботи Резерфорд зайнявся вивченням атомної структури.

У 1898 році Резерфорд відкрив альфа- і бета-промені. Через рік Пол Віллар ( 1860—1934 роки) відкрив гамма-промені (назву цього типу іонізуючого випромінювання, як і перших двох, запропоновано Резерфордом).

З літа 1898 року науковець зробив перші кроки у дослідженні недавно відкритого явища радіоактивності урану і торію. Восени Резерфорд на пропозицію Томсона, подолавши конкурс з 5 претендентів, обійняв посаду професора університету Макгілла в Монреалі (Канада) з окладом 500 фунтів стерлінгів або 2500 канадських доларів на рік. У цьому університеті Резерфорд плідно співпрацював із Фредеріком Содді, який на той час працював молодшим лаборантом хімічного факультету, майбутнім (як і Резерфорд) нобелівським лауреатом з хімії (1921). Багато необхідної для дослідів апаратури Резерфорд створював власними руками. Він працював у Монреалі досить довго — сім років. Виняток становив 1900 рік, коли під час короткої поїздки в Нову Зеландію Резерфорд одружився з Мері Ньютон.

Перебуваючи у Канаді, він зробив фундаментальні відкриття: ним була відкрита еманація торію і розгадана природа так званої індукованої радіоактивності, спільно з Содді він відкрив радіоактивний розпад та його закон. Тут він опублікував 66 наукових статей і написав книгу «Радіоактивність» (). У своїй класичній праці Резерфорд і Содді торкнулися фундаментального питання про енергію радіоактивних перетворень. Після обчислення енергії альфа-частинок, які випромінювались радієм, вони зробили висновок, що «енергія радіоактивних перетворень, принаймні, у 20000 разів, а може, і в мільйон разів перевищує енергію будь-якого молекулярного перетворення» Резерфорд і Содді зробили висновок, що «енергія, прихована в атомі, є у багато разів більшою від енергії, яка вивільняється при звичайному хімічному перетворенні». Ця величезна енергія, на їхню думку, повинна враховуватися «при поясненні явищ космічної фізики». Зокрема, сталість сонячної енергії можна пояснити тим, «що на Сонці тривають процеси субатомного перетворення». 1903 року Резерфорд і Содді висунули й довели революційну ідею про перетворення елементів у процесі радіоактивного розпаду.

Отримавши широку популярність завдяки своїм роботам в області радіоактивності, Резерфорд став затребуваним науковцем і отримав численні пропозиції роботи в науково-дослідних центрах різних країн світу. Навесні 1907 року він покинув Канаду і розпочав професорську діяльність в університеті Вікторії (нині — Манчестерський університет) в Манчестері, де його зарплата стала вищою приблизно у 2,5 рази. Розпочався новий період його життя. У Манчестері Резерфорд розгорнув кипучу діяльність, залучаючи молодих науковців з різних країн світу. Одним з його діяльних співробітників був німецький фізик Ганс Гейгер, творець першого лічильника елементарних частинок (лічильника Гейгера). У Манчестері з Резерфордом працювали Е. Марсден, К. Фаянс, Г. Мозлі, Г. Гевеші й інші фізики та хіміки.

У 1908 році Резерфорду було присуджено Нобелівську премію з хімії «за проведені ним дослідження в царині розпаду елементів у хімії радіоактивних речовин». У своїй вступній промові від імені Шведської королівської академії наук член нобелівського комітету з фізики К. Б. Хассельберг вказав на зв'язок між роботою, проведеною Резерфордом, і роботами Томсона, Анрі Беккереля, П'єра та Марії Кюрі: «Відкриття привели до приголомшливого висновку: хімічний елемент … здатний перетворюватися на інші елементи», — сказав Хассельберг.

Важливою подією в житті стало обрання Резерфорда членом Лондонського Королівського товариства у 1903 році, а з 1925 до 1930 року він обіймав пост її президента.

Після отримання Нобелівської премії Резерфорд зайнявся вивченням явища, яке спостерігалося при бомбардуванні пластинки тонкої золотої фольги альфа-частинками, випромінюваними таким радіоактивним елементом, як уран. Виявилося, що за допомогою кута відбиття альфа-частинок можна вивчати структуру стійких елементів, з яких складається пластинка. Розмірковуючи над цим явищем, Резерфорд в 1911 році запропонував нову модель атома. Відповідно до його теорії, яка сьогодні стала загальноприйнятою, позитивно заряджені частки зосереджені у важкому центрі атома, а негативно заряджені (електрони) знаходяться на орбіті ядра, на досить великій відстані від нього.

У 1914 році Резерфорд удостоєний дворянського титулу і став «сером Ернстом». 12 лютого в Букінгемському палаці король посвятив його в лицарі.

Після війни він повернувся до манчестерської лабораторії і в 1919 році зробив ще одне фундаментальне відкриття. Резерфорду вдалося провести штучним шляхом першу реакцію перетворення атомів.

Останні роки життя У 1919 році Резерфорд перейшов до Кембриджського університету, ставши наступником Томсона як професор експериментальної фізики і директор Кавендіської лабораторії, а в 1921-му обійняв посаду професора природничих наук у Королівському інституті в Лондоні. 1925 року був нагороджений британським орденом «За заслуги». 1930 року Резерфорд був призначений головою урядової консультативної ради Управління наукових і промислових досліджень. 1931 року він отримав звання лорда і став членом палати лордів англійського парламенту

Свій геральдичний герб, затверджений у 1931 році, пер Англії барон Резерфорд Нельсон (так став називатись великий фізик після отримання дворянського звання) увінчав пташкою ківі, символом Нової Зеландії. Малюнок герба — зображення експоненти — кривої, яка характеризує монотонний процес зменшення з часом кількості радіоактивних атомів.

У 1931—1933 роках Резерфорд був президентом Інституту фізики ().

Ернест Резерфорд помер 19 жовтня 1937 року через чотири дні після термінової операції з приводу несподіваного захворювання — защемлення грижі — у віці 66 років. Його поховано у Вестмінстерському абатстві, поряд з могилами І. Ньютона, Ч. Дарвіна та М. Фарадеяhttp://to-name.ru/biography/ernest-rezerford.htm  — Эрнест Резерфорд. Биографияhttp://www.e-reading-lib.org/chapter.php/94407/110/Danin_-_Rezerford.html — Краткая хронология жизни и деятельности Эрнста Резерфорда.

Наукові досягнення