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 de Cambridge . [5]
Francis Aston nació en Harborne , ahora parte de Birmingham, el 1 de septiembre de 1877. [6] [7] Fue el tercer hijo y el segundo hijo de William Aston y Fanny Charlotte Hollis. Fue educado en la Harborne Vicarage School y más tarde en Malvern College en Worcestershire, donde era interno. En 1893, Francis William Aston comenzó sus estudios universitarios en Mason College (que entonces era una universidad externa de la Universidad de Londres), donde John Henry Poynting le enseñó física y Frankland y Tilden le enseñaron química . A partir de 1896 realizó investigaciones adicionales sobre química orgánica en un laboratorio privado en la casa de su padre. En 1898 se inició como estudiante de Frankland financiado por una Beca Forster; su trabajo se refería a las propiedades ópticas de los compuestos de ácido tartárico . Comenzó a trabajar en química de fermentación en la escuela cervecera 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 con Poynting como asociado.
Con una beca de la Universidad de Birmingham , realizó investigaciones 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, le llevó a investigar el volumen del espacio oscuro de Aston . [8] [9] [10]
Después de la muerte de su padre y de un viaje alrededor del mundo en 1908, fue nombrado profesor de la Universidad de Birmingham en 1909, pero se trasladó al Laboratorio Cavendish de Cambridge por invitación de JJ Thomson en 1910. [ cita necesaria ]
La Universidad de Birmingham le otorgó una licenciatura en Ciencias Puras y Aplicadas en 1910 [ cita necesaria ] y un doctorado en Ciencias Puras y Aplicadas en 1914. [11]
Joseph John Thomson reveló la naturaleza del rayo catódico y luego descubrió el electrón y ahora estaba investigando los " Kanalstrahlen " con carga positiva descubiertos por Eugen Goldstein en 1886. Se descubrió el método de desviar partículas en los " Kanalstrahlen " mediante campos magnéticos. 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 con una determinada relación carga/masa dejarían una traza parabólica característica en una placa fotográfica, demostrando por primera vez que los átomos de un solo elemento podrían tener diferentes masas. El resultado de estos experimentos fue el primer espectrómetro de masas de campo sectorial . [12]
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Fueron las especulaciones sobre la isotopía las que llevaron directamente a la construcción de un espectrómetro de masas capaz de separar los isótopos de los elementos químicos. Aston inicialmente trabajó en la identificación de isótopos en el elemento neón y más tarde en el cloro y el mercurio. La Primera Guerra Mundial detuvo y retrasó su investigación para proporcionar 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 revestimientos aeronáuticos. [ cita necesaria ]
Después de la guerra, volvió a investigar en el Laboratorio Cavendish de Cambridge y completó la construcción de su primer espectrógrafo de masas , del que informó en 1919. [13] Las mejoras posteriores en el instrumento condujeron al desarrollo de un segundo y tercer instrumento de resolución de masas mejorada. Precisión de potencia y masa. Estos instrumentos que emplean enfoque electromagnético le permitieron identificar 212 isótopos naturales. En 1921, Aston se convirtió en miembro del Comité Internacional de Pesos Atómicos [14] y miembro de la Royal Society [2] y recibió el Premio Nobel de Química al año siguiente. [15]
Su trabajo sobre isótopos también lo llevó a formular la regla de los números enteros que establece que "al definirse la masa del isótopo de oxígeno [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 condujo 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 [16] y Espectros de masas e isótopos [17] son sus libros más conocidos.
En su vida privada fue deportista, practicaba esquí de fondo y patinaba en época de invierno, durante sus visitas habituales 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 dedicaba gran parte de su tiempo libre a la bicicleta. Con la invención de los vehículos motorizados, construyó su propio motor de combustión 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 y al golf, especialmente con Rutherford y otros colegas en Cambridge. , [18] tenis, ganó algunos premios en torneos abiertos en Inglaterra, Gales e Irlanda y aprendió a surfear en Honolulu en 1909. Proveniente 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 que comenzaron en 1908 con un viaje a Australia y Nueva Zelanda , que visitó nuevamente en 1938-1939. [2] [19]
Aston era un fotógrafo experto y estaba interesado en la astronomía . Se unió a 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 asistir a expediciones a Sudáfrica en 1940 y a Brasil en 1945 en años posteriores. vida. Nunca se casó.
Aston murió en Cambridge el 20 de noviembre de 1945 a la edad de 68 años .
El cráter lunar Aston recibió su nombre en su honor.
La Sociedad Británica de Espectrometría de Masas otorga la Medalla Aston en su honor.
Hoy se anunció la muerte del Dr. Francis William Aston, miembro de la Royal Society y miembro del Trinity College de Cambridge.
Tenía 68 años.
El Premio Nobel de Química de 1922 fue concedido 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".