アーネスト・ラザフォードの発見と業績

エルンスト・ラザフォード（1871-1937）は、ニュージーランド出身の実験物理学者で、ノーベル賞受賞者です。放射線や原子核に関する概念を根本から変え、現在でも使われている用語やモデルを数多く確立しました。

背景

ラザフォードはニュージーランドのネルソンで農家の子として生まれ、11人兄弟の一員として農作業を手伝いながら育ちました。優秀な成績で奨学金を得て、科学の学位を取得し、イギリスのケンブリッジ大学へ留学しました。そこで電子を発見したJ.J.トムソンらと出会い、原子構造の研究に熱中するようになります。

1901年の業績

1901年、ラザフォードはフレデリック・ソディと共同で、特定の放射性元素の原子が瞬時に別の元素へ変化できることを実証しました。高速で原子核の一部を大気中に放出し、元素変換が起こることを確認しました。この発見以前は、原子は分割できないと考えられていました。

1909年の原子核モデル

1909年、ラザフォードは全ての原子が中心に核（原子核）を持ち、電子がその周りを回る構造であることを明らかにしました。太陽系モデルを用いて、惑星が太陽の周りを回るように電子が核の周りを軌道運動する様子を示しました。このモデルは後にデンマークのニールス・ボーアによって量子論を組み込まれ、広く受け入れられました。

第一次世界大戦期の研究

第一次世界大戦中もラザフォードは実験を続け、原子の正・負電荷に関する新たな知見を得ました。放射性でない原子から粒子を取り除くと原子が崩壊することを発見し、その粒子が正の電荷を持ち、核から直接放出されることから「陽子（プロトン）」と命名しました。これにより、弱い反応から核反応を初めて人工的に起こした人物となりました。