В 1910 году Резерфорд вместе со своим учеником Марсденом начинает изучать взаимодействие альфа-частиц с веществом. В это время английский физик Джозеф Томсон уже создал свою теорию строения атома: он считал, что атом представляет собой положительно заряженный шарик, внутри которого находятся вкрапленные в него электроны. Количество электронов, по Томсону, в атоме таково, что их отрицательный заряд целиком компенсирует положительный заряд шарика, и поэтому атом в целом электрически нейтрален. Поэтому, рассуждал Резерфорд, атом должен безразлично относиться к положительно заряженной альфа-частице, и она без всяких задержек будет свободно проходить через тонкие металлические пленки. Резерфорд был твердо уверен в этом и даже сказал Марсдену: «Я не ожидаю ничего любопытного от ваших опытов, но все же понаблюдайте».

Марсден проделал несколько десятков экспериментов и обнаружил нечто в высшей степени интересное: не все альфа-частицы проходят сквозь пластинки, среди них попадаются и такие, которые отскакивают от пластинок, рассеиваются.

Ученик доложил об этом учителю. Резерфорд впоследствии так говорил о своем впечатлении от сообщения Марсдена: «Это был совершенно невероятный случай в моей жизни. Это было почти неправдоподобно, как если бы выстрелили 15-фунтовым снарядом в кусок папиросной бумаги и он вернулся бы обратно и поразил вас».

Из опытов, таким образом, следовало, что в каждом атоме пластинки должна быть массивная часть, имеющая положительный заряд, который и отталкивает альфа-частицу. А электроны атома должны находиться вне этой массивной части атома.

Из всего этого нельзя было не сделать вывод о том, что модель атома Томсона неверна!

Но как же все-таки построен атом?

И Резерфорд начинает воскрешать свои юношеские мечтания – должна существовать какая-то закономерность в строении атомов различных элементов. В природе происходит не только эволюция растений и животных, но и эволюция атомов.

Эти раздумья и поиски атомной структуры через несколько месяцев привели ученого к созданию ядерной теории атома, известной в настоящее время каждому школьнику.

Профессор Кембриджского университета известный физик Артур Эддингтон дал такую оценку открытию: «Создав эту модель, Резерфорд произвел величайшую перемену в нашем взгляде на материю со времен Демокрита».

Идея о неразрушаемом и неизменном атоме навсегда исчезла из физики. Было положено начало современной физике атома.

В 1913 году Резерфорд начинает работу над проблемой, которая непосредственно вытекала из его предыдущих исследований. Он руководствуется следующей мыслью: нельзя ли разогнать альфа-частицы, чтобы они столкнулись с ядром атома и разбили его, как снаряд разбивает кирпичную стену? В результате изменится ядро атома, получится новый элемент, произойдет искусственное превращение элементов. Прославленный физик проводит свои удивительные опыты по изучению столкновений альфа-частиц с ядрами атомов. Но начинается первая мировая война. Ученики Резерфорда идут в армию, на фронте погибает один из них – Генри Мозли. Объем научных работ сокращается, а ученого призывают в военную промышленность, где он занимается вопросами строительства подводных лодок.

В 1919 году Резерфорда приглашают на работу в качестве директора той самой Кавендишской лаборатории, в которой он начинал свою научную деятельность. Он переезжает в Кембридж, где и живет до самой смерти.

В этой лаборатории ученый возвращается к реализации своей идеи, и вскоре весь научный мир поразила сенсация: альфа-частица попала в ядро азота, и от этого в конечном итоге получился кислород. Впервые на земле было произведено искусственное превращение одного элемента в другой. Снова в журналах стали печатать фантастические рассказы, в которых говорилось о получении золота из песка и глины, вновь появились карикатуры. Но теперь уже опыты Резерфорда стали повторять во многих лабораториях мира. Зародилась новая ветвь физики и техники – искусственное получение радиоактивных элементов. В наше время мы пожинаем плоды открытия Резерфорда в виде многочисленных искусственных радиоизотопов.

В последующие годы замечательный ученый открыл 17 ядерных реакций. В 1920 году он предсказал существование нейтрона, и с этого времени начала создаваться современная теория атомного ядра. Слава Резерфорда гремит по всему миру. В 1922 году его избирают почетным членом Академии наук России. В 1925– 1930 годах он исполняет обязанности президента Лондонского королевского общества. В 1932 году его возводят в сан лорда и называют лордом Нельсоном (по девичьей фамилии матери). Но звание лорда так и не пристало к Резерфорду – сыну фермера – и осталось только выражением почета, оказанного ему.

Всю свою жизнь Резерфорд был здоровым, жизнерадостным человеком. Он умел работать, но ему принадлежит такой афоризм: «Плохи те люди, которые слишком много работают и слишком мало думают». Резерфорд говорил, что плодотворные мысли к нему приходят на охоте, на рыбной ловле, во время игр. Когда в 1921 году советский физик А. Ф. Иоффе приехал в Кембридж, Резерфорд и его втянул в игру. «Организовав мой доклад в лаборатории, – пишет Иоффе, – он принял меня также в семейной обстановке; здесь я довольно неудачно участвовал в садовых играх, в которых Резерфорд отличался большим мастерством».

Никто не предполагал, что этот человек может так скоро умереть. Однако осенью 1937 года у него случилось ущемление грыжи, и на четвертый день после операции он скончался.

Могила Резерфорда находится в Вестминстерском аббатстве, где похоронены выдающиеся люди Англии. Она расположена рядом с останками Ньютона, Фарадея и Дарвина.

Эрнест Резерфорд (1871–1937)