Za nejvýznamnějšími vědeckými pokroky stojí někdy pouhá shoda okolností. Ukázkovým příkladem je objev radioaktivity, o který se zasloužil francouzský fyzik Henri Becquerel. Špatné počasí a nesprávná teorie přispěly před 130 lety k objevu, který navždy proměnil moderní svět.
Náhoda by ale nemohla hrát ve prospěch Henriho Becquerela, pokud by na tento vzrušující objev nebyl ideálně připraven. Henri Becquerel se narodil 15. prosince 1852 do pařížské rodiny vynikajících fyziků. Jeho dědeček Antoine César byl jedním z prvních vědců, kteří se zabývali zkoumáním vlastností elektřiny a luminiscencí látek, a jeho otec Edmond, také fyzik, sestavil první fotovoltaický článek. V rodinné tradici pak pokračoval i Henriho syn Jean, který ve Francii jako jeden z prvních přednášel o relativitě a kvantové fyzice.
Henri Becquerel studoval na francouzské Sorbonně, kde získal doktorský titul za práci zabývající se lineární polarizací světla, fosforescencí a absorpčními vlastnostmi krystalů. Začal pracovat jako asistent v Národním přírodovědeckém muzeu v Paříži a následně kráčel ve šlépějích svého otce a dědečka, když se v přírodovědeckém muzeu stal profesorem aplikované fyziky. I ve svém vlastním výzkumu se inspiroval úspěchy svého otce. V roce 1883 začal zkoumat fluorescenci a fosforescenci a svůj zájem soustředil na vlastnosti uranu a jeho sloučenin.
Od rentgenových paprsků k radioaktivitě
Počátkem roku 1896 byla vědecká komunita fascinována nedávným objevem nového typu záření. Německý fyzik Wilhelm Conrad Röntgen zjistil, že Crookesovy trubice, které používal ke studiu katodových paprsků, vyzařují nový druh neviditelného záření. Záření, nejprve známé pod názvem paprsky X, dokázalo proniknout nejen černým papírem, ale i měkkými tkáněmi těla, a tak brzy našlo své uplatnění jako zobrazovací prostředek v lékařství.
Henri Becquerel se o novém druhu záření dozvěděl brzy po jeho objevu v lednu 1896 na schůzi francouzské akademie věd. Záhy nato začal ve svých laboratořích hledat souvislost mezi fosforescencí, kterou se zabýval, a nově objevenými rentgenovými paprsky. Becquerel přišel s domněnkou, že by uranové soli mohly absorbovat sluneční světlo a vyzařovat ho právě ve formě rentgenových paprsků. Svůj předpoklad se rozhodl otestovat. Zabalil fotografické desky do černého neprůsvitného papíru, na ně položil uranové soli a vystavil je slunečnímu záření. Když desky vyvolal, byly na snímcích patrné obrysy uranových krystalů.
V dalších pokusech umístil mezi krystaly a fotografické desky předměty jako mince nebo vystříhané kovové tvary a přesvědčil se, že je pomocí záření, které uranové soli vyzařují, může zobrazovat. Becquerel to považoval za důkaz, že jeho předpoklad byl správný a že fosforescenční uranové soli absorbují sluneční záření, které následně vyzařují ve formě silně pronikajícího záření – rentgenových paprsků.
Výsledek svých pokusů prezentoval na schůzi francouzské akademie věd, která se konala 24. února 1896. Poté měl v úmyslu pokračovat v pokusech s uranovými solemi, aby dále potvrdil výsledky svých pozorování. Jenže na konci února 1896 bylo v Paříži několik dní zataženo a Becquerel postrádal sluneční záření, které by nabíjelo jeho uranové krystaly. Podle své teorie tak nemohl ve výzkumu pokračovat, a proto uranové krystaly spolu s fotografickými deskami uložil do šuplíku.
Když zásuvku prvního března otevřel a fotografické desky, které byly pod uranovými krystaly, vyndal a vyvolal, nestačil se divit. Becquerel očekával, že na vyvolaných snímcích uvidí pouze slabé obrysy, protože krystaly byly uložené v šuplíku v relativní tmě. K jeho překvapení však byly obrysy krystalů stejně jasné, jako když je vystavoval slunečnímu záření. Hned následující den, 2. března 1896, oznámil na schůzi akademie věd, že uranové soli vyzařují záření bez jakékoliv stimulace slunečním světlem. V následujících týdnech provedl další testy, které potvrdily, že uranové soli samy o sobě vyzařují neznámé paprsky.
Becquerel si zpočátku myslel, že záření bez nutné přímé stimulace je způsobeno zvlášť dlouhotrvající fosforescencí. To ale brzy vyvrátil, když nefosforeskující uranové sloučeniny v jeho pokusech vykazovaly stejný efekt záření. V květnu 1896 představil výsledky svých experimentů, ve kterých dokázal, že uran je zdrojem neznámého záření, a jedná se tedy o tzv. spontánní zářič. Becquerel věřil, že paprsky, které pozoruje, jsou nedávno objeveným rentgenovým zářením či že jde o nějaký podobný jev. Jenže jeho další experimenty s novým druhem záření ukázaly, že na rozdíl od rentgenových paprsků, které jsou neutrální, jeho paprsky lze odchýlit pomocí elektrických nebo magnetických polí.
Nobelova cena
Becquerelův objev přišel krátce po objevu rentgenového záření, a tak mnozí vědci byli stále fascinováni a pohlceni zkoumáním vlastností tohoto nového záření. V roce 1898 se studiem uranových paprsků začali zabývat manželé Marie a Pierre Curieovi. Podařilo se jim změřit intenzitu záření uranu a brzy objevili i další radioaktivní prvky – polonium, thorium a radium. Autorkou termínu radioaktivita a potažmo i názvu radioaktivní záření je Marie Curie, která ho ve své práci použila k popisu studovaného jevu.
Radioaktivní paprsky byly záhy Ernestem Rutherfordem rozděleny podle svých vlastností nejprve do dvou, posléze do tří kategorií – alfa, beta a gama (Rutheford je objevitelem záření alfa a beta, paprsky gama objevil francouzský fyzik Paul Villard). V roce 1902 Rutherford také spolu s Frederickem Soddym vysvětlil původ radioaktivních paprsků, které vznikají jako produkt spontánní přeměny prvků. Henri Becquerel a manželé Curieovi pak o rok později sdíleli Nobelovu cenu za fyziku „za objev spontánní radioaktivity“ a „za výzkum záření objeveného prof. Henri Becquerelem“.
Příběh Becquerelova objevu ukazuje, jak velkou roli může ve vědeckém zkoumání sehrát náhoda. Pokud by Becquerel fotografické desky ze šuplíku vyhodil, mohl mu objev spontánní radioaktivity doslova proklouznout mezi prsty.
Mohlo by vás také zajímat:
Veněra
3: První sonda, která „nabourala“ do jiné planety
Jaroslav
Hofierka: Jen skvělý výzkum nestačí
Oops,
někde se stala chyba aneb Lov mezonu Ypsilon