En 1805 el vicealmirante Nelson derrotó a la alianza franco-española en la famosa batalla que tuvo lugar cerca del cabo de Trafalgar, en Cádiz, y por este motivo una ciudad de tamaño mediano, 60.000 habitantes, de Nueva Zelanda recibió el nombre de Nelson en honor de este marino vencedor. Allí, en 1871, nació Ernest Rutherford, hijo de un carretero de origen escocés y de una maestra de escuela.
Ernest se graduó en Física en 1893 y accedió a una plaza de Física en la Universidad de Cambridge colaborando con el prestigioso investigador Joseph John Thomson descubridor, entre otras cosas, del electrón y premio Nobel de Física en 1906. Sus primeras investigaciones fueron sobre las propiedades magnéticas del hierro y posteriormente detectó e identificó lo que ahora denominamos radiación alfa (núcleos de helio) y radiación beta (electrones) en las emisiones el uranio al desintegrarse. En 1911 sus investigaciones condujeron a postular la existencia de lo que ahora denominamos núcleo atómico, concepto clave dentro de la Física Atómica y Nuclear. Rutherford murió en 1937, a la edad de 66 años, y sus cenizas están enterradas en la abadía londinense de Westminster, junto a dos insignes científicos británicos, Sir Isaac Newton y Lord Kelvin, y al lado de la placa dedicada a J. J. Thomson.
Todo estudiante actual de Bachillerato de Ciencias aprende el concepto de núcleo atómico antes de llegar a la universidad. Lo que ahora nos parece sencillo y evidente necesitó un proceso complicado y laborioso. El núcleo atómico es la parte central del átomo, en él reside la carga positiva y está formado por protones y neutrones. Los neutrones suelen exceder en número a los protones, que al tener carga positiva tienden a repelerse. No se separan porque los neutrones hacen de pegamento, debido a una fuerza llamada nuclear fuerte. Si hacemos una comparación, para que se entienda, si el átomo fuera del tamaño de una esfera de 70 metros de radio, el núcleo sería como un garbanzo colocado en el centro. En esa esfera de radio 70 metros, cabría un campo de fútbol.
¿Cómo llegó Rutherford a deducir que dentro de lo átomos existía el núcleo atómico? A principios del siglo pasado se sabía que los átomos debían ser neutros y también se conocía que en ellos había electrones, partícula cargadas negativamente. El modelo imperante era el de J. J. Thomson, el cual suponía que el átomo era una esfera maciza cargada positivamente en cuyo interior estaban alojados los electrones en posiciones fijas. Algo semejante a una sandia, haciendo las pepitas el papel de los electrones.
En 1911 Rutherford estaba trabajando en las colisiones de partículas alfa sobre láminas delgadas de metales, entre ellos el oro, y descubrió que alguna de las partículas alfa sufría tal impacto que rebotaba hacia atrás, hacia el punto de lanzamiento. Eso era una evidencia clara de que dentro del átomo había algo muy duro y muy pesado (hay que recordar que hasta 1932 no se descubrieron el protón y el neutrón), así surgió el modelo que actualmente usamos, el átomo tiene una parte central denominada núcleo y una corteza electrónica que alberga los electrones con un movimiento que podemos simplificar y suponer que es como nuestro sistema planetario alrededor del Sol. Sólo aquellas partículas alfa que impactaban directamente contra el núcleo sufrían la dispersión hacia detrás. Probablemente otros físicos también habían detectado este tipo de colisiones, pero fue el genial Rutherford el que se atrevió a romper el modelo imperante de Thomson y elaborar un nuevo modelo que se ajustaba mucho mejor a la realidad. Posteriormente otros científicos retocaron el modelo de Rutherford, usando la Física Cuántica, pero eso ya lo contaremos cuando se cumplan sus centenarios, no tardará mucho.
En 1908 Rutherford recibió el premio Nobel de Química en 1908 (por sus investigaciones sobre los elementos radiactivos), cuando en realidad él esperaba ganar uno de Física. Él mismo comentaba, con su sentido del humor tan escocés, que su transmutación de físico a químico es una de las desintegraciones más rápidas que ha podido nunca ser observada. En 1997 el elemento 104 del Sistema Periódico recibió el nombre de ruhtherfordio en su honor.
Publicado en LA TRIBUNA de Albacete (17-5-2011) por E. Arribas (UCLM), A. Nájera (UCLM) y A. Beléndez (UA)
