egy híres esszében, amelyben Ivan Turgenyev és Lev Tolsztoj orosz írókat hasonlítja össze, Isaiah Berlin filozófus archilocus görög költő titokzatos mondatát idézi: ‘a róka sok mindent tud; a sündisznó egy nagy dolgot tud’. Berlin tehát azokra osztja az írókat, akik egyetlen gondolatot követnek makacsul, és azokra, akik szélesebb körben vetik hálójukat, de talán kevesebb mélységgel. A kémiai történelem rókái közé tartozik William Crookes, a nagy és ellentmondásos viktoriánus polihisztor.
William Crookes; Angol kémikus és fizikus (1832-1919). Felfedezett tallium és úttörő vákuum kisülési csövek
Crookes egy sikeres Regent Street Szabó fia volt. Gazdag apja felkeltette érdeklődését a fényképezés iránt · alagsori laboratóriumot épített neki a családi házban – ami végül Crookes-t arra késztette, hogy részt vegyen egy tanfolyamon az új királyi kémiai Főiskolán, ahol a karizmatikus August Hofmann vonzotta a legfényesebb fiatal diákokat.
hamarosan Hofmann asszisztense lett, és gondoskodott néhány újoncról, köztük a fiatal William Perkinről. Sok más barátot is szerzett, köztük Charles Wheatstone-t, George Stokes-t és Michael Faraday-t. Befolyásuk biztosította, hogy mentora Szerves Kémia iránti affinitása ellenére Crookes saját érdekei inkább ‘fizikaiak’maradtak.
Crookes úttörő szerepet játszott a tudományos fotózásban, amely lehetővé tette a tudósok számára, hogy szabad szemmel láthatatlan jelenségeket figyeljenek meg. Néhány évvel Gustav Kirchhoff és Robert Bunsen előtt még lángspektrumokat is készített, bár nem ismerte fel eredményeinek jelentőségét. De miután részt vett egy királyi intézmény diskurzusán, amely Bunsen rubídium spektroszkópiai felfedezésére utalt, Crookes saját elemére helyezte a szívét.
rövid tanári állásokat töltött be Oxfordban és Chesterben, és elkezdte szerkeszteni a London Photographical Society (LPS) folyóiratát, de aztán életre szóló ötlete támadt: elindítaná a Chemical News-t, egy olcsó heti röpiratot, amely a legújabb kémiai fejleményekről számol be. Az LPS hamarosan elbocsátotta, de agyszüleménye fokozatosan felszállt.
eközben otthoni laboratóriumában folytatta az új elem keresését minden ásványi mintában, amelyet csak tudott, módszeresen keresve a nem igényelt spektroszkópiai vonalakat. Végül azokban a mintákban, amelyekből szelént izolált Hofmann számára, a szelén, a nátrium és a lítium várható vonalai között élénkzöld emissziót látott – egy új elemet, amelyet talliumnak nevezett el.
a következő 10 évben Crookes a francia kémikus, Claude-August Lamy heves versenye ellen dolgozott a tallium atomtömegének mérésére. A levegő felhajtóerejének minimalizálása érdekében Sprengel szivattyúval lassan kiürítette a mérlegkamrát, elektromos kisüléssel tesztelve a vákuumot. Végül olyan súlyt kapott, amely 40 évig változatlan marad. Meglepetésére azonban a mérések a hőmérséklettől függtek · a melegebb tárgyak könnyebbnek tűntek, mint a hűvösebbek.
briliáns asszisztense, Charles Gimingham segítségével Crookes egyre érzékenyebb módszereket fejlesztett ki apró tárgyak mérésére, a kiürített izzóban felfüggesztett Üvegszálak csillám-vagy gödörgolyóinak kiegyensúlyozására. Ezek a finom egyensúlyok elmozdultak, amikor fénynek voltak kitéve; nyomást gyakorolt-e a fény? Javaslata vegyes fogadtatásban részesült a királyi társaságban, arra kényszerítve, hogy visszatérjen a laboratóriumba.
Giminghammel kifejlesztett egy ‘könnyű malmot’ vagy radiométert – négy lapát fóliát, az arcok fekete-fehér, a tű hegyén lévő karcsú üvegkeresztre függesztve. Megvilágítva a lapátok őrülten forognának, bizonyítva a hipotézist. Ez egy finoman érzékeny eszköz volt, amely lehetővé tette a fényintenzitás nagyon finom mérését. A magyarázat azonban téves volt. Osborne Reynolds Manchesterben megmutatta, hogy a lapátok sebessége az izzóban lévő gáznyomástól függ James Clerk Maxwell kinetikus elmélete a mozgás elszámolására. Crookes csendben és vonakodva elismerte.
de most a kiürített izzók kibocsátására összpontosított. Másolás kísérletek által Faraday pedig Julius Plücker, Crookes használt Gimingham új szivattyú · több Sprengel szivattyúk párhuzamosan elrendezett–, hogy mozog, hogy valaha is alacsonyabb nyomás. A csövek belsejében lévő titokzatos ragyogások részecskék mozgására mutattak, Crookes pedig egy sötét régiót figyelt meg, amely a nevét viseli.
forrás: D-Kuru / Wikimedia Commons, licenc: CC-BY-SA-3.0-AT
soha nem zsugorodó ibolya, Crookes látványos bemutatókat mutatott be csöveiről. A cső belsejében egy fémkereszttel éles árnyék látható az izzó falakon, bizonyítva, hogy a’ sugarak ‘ egyenes vonalakban haladtak a katódtól. Ezek közül a Crookes-csövek közül sok még ma is megtalálható az iskolákban, és emlékszem a döbbenetes csodálkozásukra, amikor tinédzserként láttam őket egy elsötétített Nairobi osztályteremben.
bár Crookes állítása, hogy felfedezte az anyag negyedik állapotát, csak félig volt igaza, kísérletei határozottan a fizika napirendjére helyezték a kisülési jelenségeket. Wilhelm Röntgen először megfigyelni az x-sugarak a Crookes’ csövek, valamint Joseph Thomson volna azonosítani az elektron, kezdet szubatomi vizsgálatok, hogy végül nekünk Radar, valamint televízió.
de Crookes érdeklődése más, érdekes irányba vitte. Az ‘Ubi Crookes, ibi lux’ szófogadó mottója egyedülállóan helyes volt. Szénszálas izzókat készített (ironikus módon Gimingham elhagyta a Swan és Edison munkáját). A ritkaföldfémek spektroszkópiája segített megnyugtatni azokat a vitákat, amelyek a század nagy részében ezt a szinte elválaszthatatlan elemcsoportot kísérték. Későbbi éveiben Crookes üvegkészítményeket fejlesztett ki, hogy megvédje a gyári munkások szemét az öntödék és üvegművek tükröződésétől, a találmányok ma visszhangoztak az üvegfúvók által használt didímium specifikációkban. A kémiai hírek 1919-ben bekövetkezett haláláig kötelező olvasmány maradt a vegyészek számára.
tehát ha Crookes sok részből álló ember volt, melyik vagy: sündisznó vagy róka?
Andrea Sella (@Sellathechemist)kémiát tanít a University College London, Egyesült Királyság
