Né dans une famille nombreuse aux moyens limités, en Nouvelle-Zélande, Ernest Rutherford est devenu l’un des principaux scientifiques du XXe siècle. Il est surtout connu pour son modèle de l’atome et pour avoir été la première personne originaire d’Océanie à devenir lauréat du prix Nobel en remportant le prix Nobel de chimie en 1908. Outre d’autres honneurs, Rutherford a été fait chevalier, a été président de la Royal Society et s’est vu conférer le titre de baron Rutherford of Nelson. Découvrez la vie, la famille, l’éducation, la carrière de scientifique et la mort du père de la physique nucléaire à travers ces 10 faits intéressants.

#1 Il était le quatrième des douze enfants nés de James Rutherford et Martha Thompson

Ernest Rutherford était le fils de James Rutherford et de sa femme Martha Thompson. Martha Thompson était originaire d’Essex, en Angleterre, tandis que James Rutherford vivait dans la ville écossaise de Perth. James et Martha ont immigré en Nouvelle-Zélande lorsqu’ils étaient jeunes. Ils s’y sont rencontrés et se sont mariés en 1866. Ernest est né le 30 août 1871 à Spring Grove, près de Nelson, en Nouvelle-Zélande. Il était le deuxième de sept fils et le quatrième de douze enfants nés d’eux. James a principalement travaillé comme fermier en Nouvelle-Zélande tandis que Martha était professeur d’école anglaise.

#2 Il a obtenu ses diplômes de BA, MA et BSc au Canterbury College de Christchurch, NZ

Ernest a fait ses premières études à l’école Havelock avant de gagner une bourse d’études pour fréquenter le Nelson College, une école secondaire publique à Nelson, en Nouvelle-Zélande. Il excellait dans presque toutes les matières. Une autre bourse lui permet d’entrer en 1890 au Canterbury College de Christchurch, l’un des quatre campus de l’université de Nouvelle-Zélande. Rutherford obtient son Bachelor of Arts (B.A.) en 1892 et l’année suivante, il obtient un Master of Arts (M.A.) avec mention très bien en sciences physiques, mathématiques et physique mathématique. Rutherford reste à Canterbury une année de plus pour mener des recherches indépendantes qui lui valent un diplôme de Bachelor of Science (B.S.) à la fin de 1894.

#3 Il invente un récepteur pour détecter les ondes radio

Le physicien allemand Heinrich Hertz avait détecté la présence de radiations électromagnétiques que nous connaissons aujourd’hui sous le nom d’ondes radio. Rutherford a décidé de mesurer l’effet de ces ondes sur des aiguilles d’acier magnétisées, ce qui l’a conduit à inventer un détecteur sensible pour les ondes radio. Le récepteur radio de Rutherford est devenu un élément de la révolution des communications connue sous le nom de télégraphie sans fil. Il a également obtenu une importante bourse de recherche pour étudier en Angleterre. L’université de Cambridge avait récemment modifié ses règles pour permettre aux diplômés d’autres institutions d’obtenir un diplôme de Cambridge. Rutherford décide de travailler au laboratoire Cavendish de l’université de Cambridge, dirigé par le plus grand spécialiste européen du rayonnement électromagnétique, J.J. Thomson. Il fait ainsi partie des premiers étudiants chercheurs de Cambridge.

#4 Il collabore avec J.J. Thomson pour étudier l’ionisation des gaz par les rayons X

Initialement à Cambridge, Rutherford améliore son récepteur radio. Il était capable de détecter des ondes radio à un demi-mile, détenant pendant un court moment le record mondial de la distance sur laquelle les ondes électromagnétiques pouvaient être détectées. L’inventeur italien Guglielmo Marconi devient rapidement la figure de proue de la télégraphie sans fil et Rutherford se tourne vers d’autres horizons. Les rayons X avaient été récemment découverts par le physicien allemand Wilhelm Conrad Röntgen. J.J. Thomson invite Rutherford à collaborer avec lui pour étudier la manière dont les rayons X modifient la conductivité des gaz. Leur collaboration aboutit à la découverte et à l’identification par Thomson de la première particule subatomique, l’électron.

#5 Rutherford épouse Mary Georgina Newton en 1900

En 1898, sur recommandation de Thomson, Rutherford est nommé professeur de physique à l’université McGill de Montréal, au Canada. Pendant ses dernières années au Canterbury College de Christchurch, Rutherford avait rencontré et était tombé amoureux de la fille de sa logeuse, Mary Georgina Newton. Le couple s’était fiancé avant qu’Ernest ne quitte la Nouvelle-Zélande. Son nouvel emploi permet à Ernest Rutherford d’épouser Mary Newton à Christchurch, en Nouvelle-Zélande, en 1900. L’unique enfant du couple, une fille nommée Eileen Mary, est née en 1901. Eileen épousera plus tard Sir Ralph Howard Fowler, un physicien et astronome britannique. La fille de Rutherford mourut après avoir donné naissance à son quatrième enfant en 1930, le laissant dévasté.

#6 Il découvrit que les atomes n’étaient pas indestructibles lors de ses recherches sur la radioactivité

Après son déménagement à l’Université McGill, où il disposa de son propre laboratoire de recherche, Rutherford commença à étudier les radiations émises par l’uranium. Il est rejoint par le chimiste anglais Frederick Soddy, qui obtiendra le prix Nobel de chimie en 1921. Avec Soddy, Rutherford développe la théorie de la désintégration pour expliquer la radioactivité. Il a découvert que les atomes n’étaient pas indestructibles comme on le croyait et que la radioactivité impliquait la désintégration spontanée des atomes. Rutherford a inventé les termes alpha, bêta et gamma pour les trois types de rayonnement nucléaire les plus courants, qui sont depuis lors d’usage courant. En 1907, Rutherford découvre que les éléments radioactifs ont des demi-vies, inventant le terme période de demi-vie pour identifier le phénomène.

#7 Rutherford est la première personne originaire d’Océanie à remporter un prix Nobel

Alors qu’il est à McGill, Rutherford devient de plus en plus renommé dans le monde de la physique. Il admet de nombreux étudiants chercheurs dans son laboratoire. Parmi eux se trouvent des femmes, qui ont généralement du mal à être reconnues en raison de leur faible nombre dans le monde de la science. En 1908, Ernest Rutherford a reçu le prix Nobel de chimie « pour ses recherches sur la désintégration des éléments et la chimie des substances radioactives ». Rutherford a été la première personne originaire du continent océanien à remporter un prix Nobel. Il est également considéré comme le premier lauréat canadien du prix Nobel et, depuis 2016, reste le seul lauréat né dans l’île du Sud, la plus grande des deux grandes îles de la Nouvelle-Zélande.

#8 Sa plus grande réalisation est considérée comme la découverte du noyau atomique

En 1907, Rutherford retourne en Grande-Bretagne pour prendre la chaire de physique à l’université de Manchester, en Angleterre. C’est là qu’en 1909, avec les chercheurs Hans Geiger et Ernest Marsden, il réalise l’une des expériences phares de la science : l’expérience de la feuille d’or. Rutherford interprète les données de l’expérience pour formuler en 1911 le modèle Rutherford de l’atome, dans lequel la majeure partie de la masse est concentrée dans un très petit noyau chargé, en orbite autour d’électrons de faible masse. Le modèle de Rutherford a permis d’élaborer une base cohérente pour le développement de la physique atomique et de la physique nucléaire.

#9 Il s’est vu conférer le titre de baron Rutherford of Nelson en 1931

Rutherford a été fait chevalier en 1914 devenant Sir Ernest Rutherford, et en 1931 il a été fait lord britannique, recevant le titre de baron Rutherford of Nelson. Pendant la Première Guerre mondiale, il travaille sur un projet top secret visant à résoudre les problèmes pratiques de la détection des sous-marins par sonar. En 1919, Rutherford devient professeur de physique expérimentale et succède à son mentor J.J. Thomson au poste de directeur du laboratoire Cavendish de l’université de Cambridge. Entre 1925 et 1930, il a également été président de la Royal Society of London. Rutherford était une figure inspirante pour les jeunes scientifiques et un nombre inhabituellement élevé de ses chercheurs dans divers instituts ont ensuite remporté des prix Nobel, notamment James Chadwick, Niels Bohr, Otto Hahn et Frederick Soddy.

#10 Rutherford est mort inopinément à cause des complications d’une hernie étranglée

Au milieu des années 1930, Rutherford avait une hernie mais a été négligent pour la faire soigner. En 1937, elle s’est étranglée, ce qui l’a rendu violemment malade. Rutherford est admis à l’hôpital pour une opération d’urgence mais meurt quatre jours plus tard, le 19 octobre 1937, à Cambridge, en Angleterre. Il avait 66 ans. Il a été enterré à l’abbaye de Westminster, près d’Isaac Newton et d’autres illustres scientifiques britanniques. Les travaux de Rutherford sur la radioactivité et la structure de l’atome ont servi de base aux recherches ultérieures dans ces domaines. De nombreux parcs, rues et bâtiments ont été nommés en son honneur. Un cratère sur la lune et un autre sur Mars ont été nommés Rutherford en son honneur. De même, l’élément 104 est nommé Rutherfordium après lui.

Ernest Rutherford et Niels Bohr

En 1911, Niels Bohr a visité le laboratoire Cavendish dirigé par Sir J.J. Thomson mais n’a pas réussi à attirer l’intérêt du scientifique estimé. Cependant, l’année suivante, Bohr, âgé de 26 ans, a réussi à impressionner Ernest Rutherford alors qu’il travaillait comme étudiant chercheur dans son laboratoire à l’université de Manchester. C’est le début d’une amitié de 25 ans entre les deux hommes. Niels Bohr a ensuite amélioré le modèle de l’atome de Rutherford en y appliquant la théorie quantique de Max Planck et en créant le modèle révolutionnaire de l’atome de Bohr. L’amitié entre Bohr et Rutherford s’est renforcée avec le temps, et ils ont souvent passé des vacances ensemble avec leurs épouses au cours des années suivantes.