rura Crookesa

w słynnym eseju porównującym rosyjskich pisarzy Iwana Turgieniewa i Lwa Tołstoja filozof Isaiah Berlin cytuje tajemnicze zdanie greckiego poety Archilokusa: „Lis wie wiele, jeż wie jedną wielką rzecz”. Berlin dzieli więc pisarzy na tych, którzy uparcie podążają za jedną ideą i tych, którzy szerzej, ale być może z mniejszą głębią rzucają sieci. Wśród lisów historii chemicznej jest William Crookes, wielki i kontrowersyjny wiktoriański Polimat.

Crookes był synem utytułowanego Krawca Ulicznego Regenta. Jego bogaty ojciec zainteresował go fotografią * wybudował mu laboratorium w piwnicy w rodzinnym domu – co ostatecznie doprowadziło Crookesa do uczestnictwa w kursie w Nowym Królewskim Kolegium chemicznym, gdzie charyzmatyczny August Hofmann przyciągał najzdolniejszych młodych studentów ·

wkrótce został asystentem Hofmanna i opiekował się kilkoma nowymi rekrutami, w tym młodym Williamem Perkinem. Zaprzyjaźnił się również z wieloma innymi, m.in. z Charlesem Wheatstone ’em, George’ em Stokesem i Michaelem Faradayem. Ich wpływ sprawił, że mimo powinowactwa jego mentora do chemii organicznej, jego zainteresowania pozostały raczej „fizyczne”.

Crookes był pionierem fotografii naukowej, co pozwoliło naukowcom obserwować zjawiska niewidoczne gołym okiem. Fotografował nawet widma płomienia kilka lat przed Gustavem Kirchhoffem i Robertem Bunsenem, choć nie zdawał sobie sprawy z znaczenia jego wyników. Jednak po wzięciu udziału w rozprawie Królewskiej instytucji, która wskazywała na spektroskopowe odkrycie rubidu przez Bunsena, Crookes skupił się na swoim własnym elemencie.

objął krótkie posady dydaktyczne w Oksfordzie i Chester i zaczął Redagować dziennik London Photographical Society (LPS), ale potem wpadł na zmieniający życie pomysł: założył Chemical News, tani cotygodniowy pamflet, który informował o najnowszych osiągnięciach chemicznych. Wkrótce został zwolniony przez LPS, ale jego pomysł stopniowo znikł.

tymczasem w swoim domowym laboratorium kontynuował poszukiwania nowego pierwiastka w każdej próbce minerału, na której mógł położyć ręce, szukając metodycznie nieodebranych linii spektroskopowych. Wreszcie, w próbkach, z których wyizolował selen dla Hofmanna, pośród oczekiwanych linii selenu, sodu i litu, zobaczył jasnozieloną emisję – nowy pierwiastek, który nazwał talem.

W ciągu następnych 10 lat Crookes pracował przeciwko okrutnej konkurencji ze strony francuskiego chemika Claude-Augusta Lamy ’ ego, aby zmierzyć masę atomową talu. Aby zminimalizować efekt wyporu powietrza, powoli opróżniał komorę równowagi za pomocą pompy Sprengel, testując podciśnienie za pomocą wyładowania elektrycznego. Ostatecznie uzyskał wagę, która pozostawałaby niezmieniona przez 40 lat. Ale ku jego zaskoczeniu, pomiary zależały od temperatury * cieplejsze obiekty wydawały się lżejsze niż chłodniejsze.

z pomocą swojego genialnego asystenta Charlesa Gimingham, Crookes opracował coraz bardziej czułe sposoby ważenia małych przedmiotów, równoważąc kawałki Miki lub kulki rdzeniowe na włóknach szklanych zawieszonych w ewakuowanej żarówce. Te delikatne wagi poruszały się pod wpływem światła; czy światło wywierało nacisk? Jego propozycja spotkała się z mieszanym przyjęciem w Royal Society, zmuszając go do powrotu do laboratorium.

z Giminghamem opracował „lekki młyn” lub radiometr-cztery łopatki folii, twarze czarno-białe, zawieszone na smukłym szklanym krzyżyku na czubku igły. Oświetlone, łopatki kręciły się szaleńczo, „udowadniając” hipotezę. Był to niezwykle czuły instrument, który pozwalał na bardzo delikatne pomiary natężenia światła. Wyjaśnienie było jednak błędne. Osborne Reynolds w Manchesterze wykazał, że prędkość łopatek zależy od ciśnienia gazu w żarówce, wykorzystując teorię kinetyczną Jamesa Clerka Maxwella do uwzględnienia ruchu. Crookes cicho i niechętnie ustąpił.

ale teraz skupiał się na wyładowaniach w ewakuowanych żarówkach. Kopiując eksperymenty Faradaya i Juliusa Plückera, Crookes wykorzystał nową pompę Giminghama * kilka pomp Sprengela ułożonych równolegle – aby przejść do coraz niższych ciśnień. Tajemnicze blaski wewnątrz rur wskazywały na ruch cząstek, a Crookes zaobserwował ciemny obszar, który miał nosić jego imię.

nigdy kurczący się fiołek, Crookes zaprezentował spektakularne pokazy „swoich” rurek. Z metalowym Krzyżem wewnątrz rury, ostry cień można było zobaczyć na świecących ścianach, dowodząc, że „promienie” podróżowały w linii prostej od katody. Wiele z tych rurek Crookes nadal można znaleźć w szkołach dzisiaj, i pamiętam ich oszałamiające zdumienie, kiedy zobaczyłem je jako nastolatek w zaciemnionej klasie Nairobi.

chociaż twierdzenie Crookesa, że odkrył „czwarty stan materii”, było tylko w połowie słuszne, jego eksperymenty mocno przesunęły zjawiska wyładowania do porządku dziennego fizyki. Wilhelm Röntgen najpierw obserwował promieniowanie rentgenowskie za pomocą rurek Crookesa, a Joseph Thomson identyfikował elektron, rozpoczynając badania subatomowe, które ostatecznie dały nam Radar i telewizję.

ale zainteresowania Crookesa zaprowadziły go w inne, ciekawe kierunki. Jego motto karne „Ubi Crookes, ibi lux” było wyjątkowo trafne. Tworzył żarówki z włókien węglowych (jak na ironię Gimingham wyjechał do pracy dla Swana i Edisona). Jego spektroskopia ziem rzadkich pomogła położyć kres kontrowersjom, które utrzymywały tę prawie nierozłączną grupę pierwiastków przez większą część stulecia. W późniejszych latach Crookes opracował receptury szkła, które chronią oczy pracowników fabryk przed blaskiem odlewni i hut szkła, wynalazki odbiły się dziś echem w specyfikacjach didymium stosowanych przez hutników szkła. Wiadomości chemiczne pozostawały lekturą obowiązkową dla chemików aż do jego śmierci w 1919 roku.

więc jeśli Crookes był człowiekiem wielu części, kim jesteś: jeż czy Lis?

Andrea Sella (@Sellathechemist) uczy chemii na University College London, UK