Francisco William Aston
Químico y físico británico (1877-1945)

Francisco William Aston
FRS
Aston en 1922
Nacido( 1877-09-01 )1 de septiembre de 1877
Harborne , Birmingham, Inglaterra
Fallecido20 de noviembre de 1945 (20 de noviembre de 1945)(68 años)
Cambridge , Inglaterra
NacionalidadInglés
Ciudadaníabritánico
Alma máterMason College (emitido por la Universidad de Londres )
Trinity College, Cambridge
Conocido porEspectrógrafo de masas
Regla de números enteros
Aston Espacio oscuro [1]
PremiosMedalla Mackenzie Davidson (1920)
Premio Nobel de Química (1922)
Medalla Hughes (1922)
Medalla John Scott (1923)
Medalla Paterno (1923)
Medalla Real (1938)
Medalla y Premio Duddell (1944)
Carrera científica
CamposQuímica , física
InstitucionesColegio Trinity, Cambridge
Asesor de doctoradoPercy F. Frankland [ cita requerida ]
Otros asesores académicosJJ Thomson
John Henry Poynting [1]
William A. Tilden [1]

Francis William Aston FRS [2] (1 de septiembre de 1877 - 20 de noviembre de 1945) fue un químico y físico británico que ganó el Premio Nobel de Química en 1922 por su descubrimiento, mediante su espectrógrafo de masas , de isótopos en muchos elementos no radiactivos y por su enunciación de la regla de los números enteros . [3] [4] Fue miembro de la Royal Society [2] y miembro del Trinity College, Cambridge . [5]

Biografía

Primeros años de vida

Mason College , antes de su incorporación a la Universidad de Birmingham; este edificio fue destruido en 1964.

Francis Aston nació en Harborne , ahora parte de Birmingham, el 1 de septiembre de 1877. [6] [7] Fue el tercer hijo y segundo varón de William Aston y Fanny Charlotte Hollis. Fue educado en la Harborne Vicarage School y más tarde en el Malvern College en Worcestershire, donde fue alumno interno. En 1893, Francis William Aston comenzó sus estudios universitarios en el Mason College (que entonces era un colegio externo de la Universidad de Londres), donde recibió clases de física de John Henry Poynting y de química de Frankland y Tilden . A partir de 1896 realizó investigaciones adicionales sobre química orgánica en un laboratorio privado en la casa de su padre. En 1898 comenzó como estudiante de Frankland financiado por una beca Forster; su trabajo se centró en las propiedades ópticas de los compuestos de ácido tartárico . Comenzó a trabajar en la química de la fermentación en la escuela de elaboración de cerveza de Birmingham y fue empleado de W. Butler & Co. Brewery en 1900. Este período de empleo terminó en 1903 cuando regresó a la Universidad de Birmingham bajo la dirección de Poynting como asociado.

Investigación

Con una beca de la Universidad de Birmingham , se dedicó a la investigación en física tras el descubrimiento de los rayos X y la radiactividad a mediados de la década de 1890. Aston estudió la corriente a través de un tubo lleno de gas . La investigación, realizada con tubos de descarga de fabricación propia, lo llevó a investigar el volumen del espacio oscuro de Aston . [8] [9] [10]

Tras la muerte de su padre y un viaje alrededor del mundo en 1908, fue nombrado profesor en la Universidad de Birmingham en 1909, pero se trasladó al Laboratorio Cavendish en Cambridge por invitación de JJ Thomson en 1910. [ cita requerida ]

La Universidad de Birmingham le otorgó una licenciatura en Ciencias Aplicadas/Pura en 1910 [ cita requerida ] y un DSc en Ciencias Aplicadas/Pura en 1914. [11]

Joseph John Thomson reveló la naturaleza del rayo catódico y luego descubrió el electrón, y ahora estaba investigando sobre los rayos de canal con carga positiva descubiertos por Eugen Goldstein en 1886. El método de desviar partículas en los rayos de canal mediante campos magnéticos fue descubierto por Wilhelm Wien en 1908; la combinación de campos magnéticos y eléctricos permitió la separación de diferentes iones por su relación de carga y masa. Los iones de una relación particular de carga/masa dejarían un rastro parabólico característico en una placa fotográfica, demostrando por primera vez que los átomos de un mismo elemento podían tener diferentes masas. El primer espectrómetro de masas de campo sectorial fue el resultado de estos experimentos. [12]

Réplica del tercer espectrómetro de masas de Aston

Fueron las especulaciones sobre la isotopía las que dieron origen directo a la construcción de un espectrómetro de masas capaz de separar los isótopos de los elementos químicos. Aston trabajó inicialmente en la identificación de isótopos en el elemento neón y más tarde en el cloro y el mercurio.

En 1912, Aston descubrió que el neón se divide en dos partes, que corresponden aproximadamente a las masas atómicas 20 y 22. Llamó a la masa 22 "meta-neón", un nombre que tomó de la Química Oculta . [13]

La Primera Guerra Mundial estancó y retrasó su investigación sobre la obtención de pruebas experimentales de la existencia de isótopos mediante espectroscopia de masas y, durante la guerra, Aston trabajó en el Royal Aircraft Establishment en Farnborough como asistente técnico en el área de recubrimientos aeronáuticos. [ cita requerida ]

Después de la guerra, volvió a investigar en el Laboratorio Cavendish de Cambridge y terminó de construir su primer espectrógrafo de masas , sobre el que presentó su informe en 1919. [14] Las mejoras posteriores en el instrumento llevaron al desarrollo de un segundo y un tercer instrumento con un poder de resolución de masas y una precisión de masas mejorados. Estos instrumentos que empleaban enfoque electromagnético le permitieron identificar 212 isótopos naturales. En 1921, Aston se convirtió en miembro del Comité Internacional de Pesos Atómicos [15] y miembro de la Royal Society [2] y recibió el Premio Nobel de Química al año siguiente. [16]

Su trabajo sobre los isótopos también condujo a su formulación de la regla de los números enteros que establece que "la masa del isótopo de oxígeno se define [como 16], todos los demás isótopos tienen masas que son casi números enteros", una regla que se utilizó ampliamente en el desarrollo de la energía nuclear . Se midió la masa exacta de muchos isótopos, lo que llevó al resultado de que el hidrógeno tiene una masa un 1% mayor que la esperada por la masa promedio de los otros elementos. Aston especuló sobre la energía subatómica y su uso en 1936.

Isótopos [17] y Espectros de masas e isótopos [18] son ​​sus libros más conocidos.

Vida privada y muerte

Videos externos
icono de videoMichael A. Grayson, Descubrimiento de isótopos de elementos (Parte II: Francis William Aston) , Perfiles en química, Chemical Heritage Foundation

En su vida privada, era un deportista, practicando esquí de fondo y patinaje en invierno, durante sus visitas regulares a Suiza y Noruega ; privado de estos deportes de invierno durante la Primera Guerra Mundial, comenzó a escalar. Entre los 20 y los 25 años pasó gran parte de su tiempo libre en bicicleta. Con la invención de los vehículos motorizados construyó un motor de combustión propio en 1902 y participó en la carrera de autos Gordon Bennett en Irlanda en 1903. No contento con estos deportes, también se dedicó a la natación, al golf, especialmente con Rutherford y otros colegas en Cambridge, [19] al tenis, ganando algunos premios en torneos abiertos en Inglaterra, Gales e Irlanda y aprendiendo surf en Honolulu en 1909. Procedente de una familia de músicos, era capaz de tocar el piano, el violín y el violonchelo a un nivel tal que tocaba regularmente en conciertos en Cambridge. Visitó muchos lugares alrededor del mundo en extensas giras de viajes a partir de 1908 con un viaje a Australia y Nueva Zelanda que visitó nuevamente en 1938-1939. [2] [20]

Aston era un fotógrafo experto y estaba interesado en la astronomía . Participó en varias expediciones para estudiar los eclipses solares en Benkoeben en 1925, Sumatra en 1932, Magog en Canadá el 31 de agosto de 1932 y Kamishari Hokkaido, Japón el 19 de junio de 1936. También planeó participar en expediciones a Sudáfrica en 1940 y Brasil en 1945 más adelante en su vida. Nunca se casó.

Aston murió en Cambridge el 20 de noviembre de 1945 a la edad de 68 años. [5]

Legado

El cráter lunar Aston recibió su nombre en su honor.

La Sociedad Británica de Espectrometría de Masas otorga la Medalla Aston en su honor.

Referencias

  1. ^ abc "Francis W. Aston - Biografía". NobelPrize.org . The Nobel Foundation . Consultado el 5 de octubre de 2017 .
  2. ^ abcd Hevesy, G. (1948). "Francis William Aston. 1877–1945". Esquelas de miembros de la Royal Society . 5 (16): 634–650. doi :10.1098/rsbm.1948.0002. JSTOR  768761. S2CID  191531223.
  3. ^ "El Premio Nobel de Química 1922". Fundación Nobel . Consultado el 14 de abril de 2008 .
  4. ^ Squires, Gordon (1998). "Francis Aston y el espectrógrafo de masas". Dalton Transactions (23): 3893–3900. doi :10.1039/a804629h.
  5. ^ ab "Muere el Dr. FW Aston. Ganador del Premio Nobel de Química en 1922. Destacado por su trabajo con isótopos. En una gira por este país hace 23 años, previó la liberación de nueva energía. Desarrolló isótopos. Encabezó el Comité Atómico. Dio conferencias en este país". The New York Times . 22 de noviembre de 1945 . Consultado el 6 de agosto de 2010 .
  6. ^ Placa n.° 1616 en placas abiertas
  7. ^ Kevin M. Downard (2015). "Francis William Aston". La enciclopedia de espectrometría de masas . Vol. 9B. págs. 6-8. doi :10.1016/B978-0-08-100379-4.00048-4. ISBN 9780081003794.
  8. ^ Francis William Aston (1907). "Experimentos sobre un nuevo espacio oscuro catódico en helio e hidrógeno". Actas de la Royal Society A . 80 (535): 45–49. Bibcode :1907RSPSA..80...45A. doi : 10.1098/rspa.1907.0072 . JSTOR  92589.
  9. ^ Francis William Aston (1907). "Experimentos sobre la longitud del espacio oscuro del cátodo con diferentes densidades de corriente y presiones en diferentes gases". Actas de la Royal Society A . 79 (528): 80–95. Bibcode :1907RSPSA..79...80A. doi :10.1098/rspa.1907.0016. JSTOR  92573. S2CID  93793736.
  10. ^ Francis William Aston (1911). "La distribución de la fuerza eléctrica en el espacio oscuro de Crookes". Actas de la Royal Society A . 84 (573): 526–535. Bibcode :1911RSPSA..84..526A. doi : 10.1098/rspa.1911.0005 . hdl : 2433/256511 . JSTOR  93257.
  11. ^ "University of Birmingham - the University's Nobel Prize winners" (Universidad de Birmingham: los ganadores del Premio Nobel de la Universidad). Archivado desde el original el 3 de marzo de 2012. Consultado el 28 de septiembre de 2014 .
  12. ^ Jones, Mark. «Cromatografía de gases y espectrometría de masas». American Chemical Society . Consultado el 19 de noviembre de 2019 .
  13. ^ Hughes, Jeff (septiembre de 2003). "Ocultismo y el átomo: la curiosa historia de los isótopos". Physics World . 16 (9): 31–35. doi :10.1088/2058-7058/16/9/38. ISSN  0953-8585.
  14. ^ D.Sc, FW Aston MA (1 de diciembre de 1919). "LXXIV. Un espectrógrafo de rayos positivos". Revista filosófica y revista científica de Londres, Edimburgo y Dublín . 38 (228): 707–714. doi :10.1080/14786441208636004. ISSN  1941-5982.
  15. ^ FW Aston; et al. (1923). "Informe del Comité Internacional de Elementos Químicos: 1923". J. Am. Chem. Soc. 45 (4): 867–874. doi :10.1021/ja01657a001.
  16. ^ "El Premio Nobel de Química 1922". El Premio Nobel . Consultado el 22 de octubre de 2023 . El Premio Nobel de Química 1922 fue otorgado a Francis William Aston "por su descubrimiento, mediante su espectrógrafo de masas, de isótopos, en un gran número de elementos no radiactivos, y por su enunciación de la regla de los números enteros"
  17. ^ Aston, Francis William (1922). Isótopos. Londres: E. Arnold. pág. 152.
  18. ^ Aston, Francis William (1933). Espectros de masas e isótopos. Londres: Edward Arnold.
  19. ^ KM Downard (2007). «Cavendish's Crocodile and Dark Horse – The Lives of Rutherford and Aston in Parallel» (El cocodrilo y el caballo oscuro de Cavendish: las vidas de Rutherford y Aston en paralelo). Mass Spectrometry Reviews . 26 (5): 713–723. Bibcode :2007MSRv...26..713D. doi :10.1002/mas.20145. PMID  17546675.
  20. ^ KM Downard (2007). "Francis William Aston: el hombre detrás del espectrógrafo de masas". Revista Europea de Espectrometría de Masas . 13 (3): 177–190. doi :10.1255/ejms.878. PMID  17881785. S2CID  25747367.
  • Bibliografía comentada de Francis Aston de la Biblioteca digital Alsos sobre cuestiones nucleares
  • Francis William Aston en Nobelprize.orgincluida la Conferencia Nobel, 12 de diciembre de 1922 Espectros de masas e isótopos
  • Biografía de Aston desde Cambridge
  • Historia de la espectrometría de masas: pioneros
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