ASTON, Francis William (1877-1945)
İngiliz fizik ve kimya bilgini. İzotopların varlığını kanıtlamış ve bulduğu kütle spektrografıyla birçok atomun izotop yapısını çözümlemiştir.
1 Eylül 1877’de Birmingham’daki Harborne kasabasında doğdu. 1893’te Mason College’da kimya okudu. 1898’de Frankland ile stereokimya alanında araştırmalar yaptı. Bir süre mayalanma olayını inceledikten sonra, 1900’de bir biracılık şirketine girdi. Ancak, üniversite ortamından ayrı kalamayacağını anlayınca, 1903’te, artık Birmingham Üniversitesi olan eski okuluna döndü ve çalışmalarını atom fiziği alanında yoğunlaştırdı. 1910’da Cambridge’deki Ca-vendish Laboratuvarı’nda J.J. Thomson’un asistanı olan ve yaşamının sonuna değin aynı laboratuvarda çalışmalarını sürdüren Aston, izotoplar alanındaki çalışmaları nedeniyle 1922 Nobel Kimya Ödülü’nü kazandı. 1921’de de Londra’daki Royal Society’nin, ardından SSCB Bilimler Akademisi’nin üyeliğine seçildi. Astoronomiyle de ilgilenen Aston, bu amaçla dünyanın çeşitli yörelerine geziler yaptı, 1925’te Sumatra’dan Güneş tacının fotoğrafını çekti. 1932 ve 1936’da Kanada ve Japonya’dan Güneş tutulmalarını izledi. Bilimsel çalışmaları dışında müzikle de uğraştı ve bir süre müzik eleştirmenliği yaptı. 20 Kasım 1945’te Cambridge’de öldü.
19. yy’ın sonlarına doğru X ışınlarının ve radyoaktifliğin keşfi Aston’ın ilgisini daha okul yıllarında bu konuya çekmişti. 1903’te, düşük basınçlı gaz tüplerinde başlattığı deneyler sonucu, 1908’de hidrojen ve helyum dolu bir tüpte yeni bir “birincil katot karanlık bölgesi “keşfetti. Bu olgu bugün Aston’ın adıyla bilinir. J.J. Thomson’un Aston’ı laboratuvarına çağırması bu ilginç araştırmaları nedeniyledir. O sıralarda Thomson düşük basınçlı bir elektrik boşalım tüpüyle deneyler yapıyordu. Elektronlarının bir bölümünü ya da tümünü kaybetmiş atomları (pozitif iyonları) ters etkili elektrostatik ve manyetik alanlardan geçirerek fotoğraf üzerinde parabolik eğriler elde etmişti, iki yıllık ortak bir çalışma sonucunda iki
fizikçi, 1912’de, bu parabolik eğrilerden neonun atom ağırlığı 20 ve 22 olan iki bileşeni olduğunu gözlemlediler. Aston, Soddy’nin geliştirmekte olduğu radyoaktif izotop düşüncesiyle de yakından ilgilendiğinden konuyu bu bağlamda araştırmaya koyuldu. 1913’te, kendi geliştirdiği hassas ağırlık ölçüm sistemiyle, neonla aynı özelliklere sahip ancak ondan daha ağır olan neon 22’yi ayırt edebildi; daha sonra neon 21’in de varlığı bulundu.
Aston, I. Dünya Savaşı’nın ardından 1919’da laboratuvara döndüğünde, Thomson’un tüpünden de yararlanarak bir kütle spektrografı (tayfölçer) geliştirdi. Bu alette çok ince bir yarıktan geçen pozitif iyonlar, Thomson’unkinden farklı olarak, aynı düzlemde yer alan manyetik ve elektrostatik alanlar tarafından saptırılıyordu. Böylelikle bileşenlerine ayrılan pozitif ışın, gene Thomson’unkinden farklı olarak, bileşenlerinin hızına bağlı olmaksızın, bir fotoğraf düzlemi üzerinde kütle tayfı oluşturuyordu. Aston bu aleti kullanarak önce neonun bir izotop karışımı olduğunu kanıtladı. 1/100 duyarlığındaki bu spektrografı, 1927’de beş kat güçlü bir başkası, 1935’te de 1/200 duyarlığında bir yenisi izledi. Bu denli yetkinleştirdiği buluşuyla Aston, 287 doğal izotoptan 212’sinin varlığım ortaya çıkardı ve böylece yalnız neonun değil, doğadaki elementlerden pek çoğunun izotoplardan oluştuğunu gösterdi. Her ışının ayrı bir kütle/yük oranı olduğu gerçeğinden yola çıkarak birçok elementin atom ağırlığını ölçtü ve 1919’da elementlerin atom ağırlıklarının tamsayı olduğunu açıkladı. Bu tamsayı kuralını bozan yalnızca hidrojen atomuydu. Bu olgu üzerinde çalışan Aston, çağdaşıEinstein’ın kütle ve enerjinin eşdeğerli olduğunu öne süren sınırlı görelilik kuramından esinlenerek izotop atom ağırlığı 1,008 olan hidrojen atomunun helyuma dönüşmesi sırasında kütlesinin büyük bir bölümünün çok güçlü bir enerji olarak açığa çıkacağını düşünmüştü. Nitekim bu düşüncesi atom bombasının yapımıyla doğrulandı. Aston, izotopların incelenmesini ve atom enerjisinin büyük gücünü 1922’de yazdığı Isotopes adlı kitabında açıkladığında, başarısı büyük yankılar uyandırdı. Aynı yıl, kütle spektrografını geliştirmesi ve izotopların varlığını kesinliğe kavuşturması nedeniyle Nobel Kimya Ödülü’nü kazandı.
• YAPITLAR: Isotopes, 1922, (“İzotoplar”); Mass Spectra and Isotopes, 1933, (“Kütle Tayfı ve İzotoplar”).
• KAYNAKLAR: B. Jaffe, Crucibles: The Lives and Achievements of the Great Chemists, 1932; F.J. Moore, A History of Chemistry, 1939; Nobel Lecturesand Laureates Biographies: Chemistry, 1922-1941, 1967.
Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi