di Tigani Erika, III J, IIS “Di Vittorio – Lattanzio”, Roma

Questo saggio partecipa al concorso Hansel e Greta. Il vincitore verrà designato sulla base del numero di voti ricevuti e della valutazione da parte di una giuria di qualità. Le votazioni partiranno il 15 giugno 2020. Per votare cliccare su questo link, selezionare il tema desiderato e cliccare sul pulsante “vota” in fondo alla pagina.

Nella comunità scientifica Rutherford è ricordato come il fisico con più immaginazione sperimentale del Novecento ed è considerato meritatamente il padre della fisica nucleare. I suoi esperimenti sono tuttora ritenuti dei capolavori per quanto riguarda l’organizzazione e la loro esecuzione, poiché lavorava con il cervello e con le mani.

Ernest Rutherford fu un chimico e fisico neozelandese, nacque il 30 agosto del 1871 a Brightwater, in Nuova Zelanda. Frequentò il Nelson College e dopo essersi iscritto al Canterbury College, ottenne tre diplomi. A 24 anni si trasferì in Gran Bretagna dove studiò nel Laboratorio Cavendish dell’Università di Cambridge, sotto la guida del fisico Joseph J. Thomson. Nella McGill University, Rutherford iniziò i suoi studi riguardanti la radioattività. Nel 1900 Rutherford sposò Mary Georgina Newton, da cui ebbe una figlia chiamata Eileen. Nel 1908 vinse il Nobel per la chimica per le sue ricerche sulla radioattività. Morì il 19 ottobre del 1937 a Cambridge.

All’epoca, gli scienziati che si occuparono della radioattività furono Antoine Henri Becquerel e i coniugi Curie (Marie e Pierre). Studiando le radiazioni emesse dai sali d’uranio, scoprirono la radioattività, ossia il processo di emissione di radiazioni. Alcuni anni dopo intervenne Rutherford con le sue ricerche, che, nel 1908, lo portarono a vincere il premio Nobel “per i suoi studi sulla radioattività e il decadimento degli elementi chimici”. Rutherford dimostrò che le radiazioni emesse dal nucleo di un elemento radioattivo sono di tre tipi: α, β, γ. I raggi α sono le radiazioni che vengono respinte da un elettrodo carico positivamente. I raggi β sono le radiazioni che vengono attratte dallo stesso elettrodo. I raggi γ sono le radiazioni che non vengono né attratte né respinte. Rutherford studiò il decadimento radioattivo, un processo che trasforma il nucleo di un elemento nel nucleo di un elemento diverso. Egli dimostrò come avvengono i tre casi di decadimento. Un primo decadimento avviene con l’emissione della radiazione α, nella quale il nuclide genera un nuovo nuclide con un numero di massa minore di 4 e il numero atomico minore di 2 unità. Un secondo decadimento avviene con l’emissione della radiazione β, nella quale scompare un neutrone e compare un protone. Un terzo decadimento avviene con l’emissione di radiazioni γ, che sono altamente energetiche.

La sua carriera non finì con il premio Nobel. All’epoca Thomson aveva scoperto l’esistenza dell’elettrone, una particella caricata negativamente e proposto un modello atomico detto “a panettone” in cui la carica positiva occupa tutto il volume e gli elettroni sono sparsi in modo omogeneo. Questo modello atomico fu smentito da Rutherford nel 1911 con l’esperimento della lamina d’oro. Rutherford bombardò una sottile lamina d’oro con raggi α. Alcuni raggi passano attraverso la lamina senza problemi mentre altri deviano o vengono respinti indietro. Lo scienziato propose così un nuovo modello atomico detto “a planetario”. Questo modello atomico è caratterizzato da un nucleo denso e positivo e gli elettroni ruotano intorno ad esso come se fossero dei pianeti.

Le sue scoperte sono ancora applicate oggi in diversi campi. In medicina si utilizza la radioterapia per cercare di distruggere le cellule tumorali. In archeologica, per la datazione dei reperti, si utilizza il radiocarbonio, un isotopo del carbonio con decadimento β. Il radiocarbonio viene assorbito dall’organismo in percentuale costante mentre è in vita. Alla morte dell’organismo il radiocarbonio si riduce, dimezzandosi ogni 5730 anni (il tempo di dimezzamento è il tempo necessario per ottenere la metà dei nuclidi radioattivi). Misurando la quantità di radiocarbonio presente ancora nell’organismo, si risale al tempo trascorso dalla morte dell’organismo. In ambito energetico, l’energia nucleare è legata alla radioattività, in quanto prodotta dalla fissione di un nucleo. Altre utili applicazioni delle sue scoperte si profilano per il futuro.