Entdeckung des Elektrons
Thomson wichtigsten Linie der Arbeit, unterbrochen nur für vorlesungen an der Princeton University in 1896, war, dass die führte ihn im Jahre 1897 zu dem Schluss, dass alle Materie, was immer seine Quelle, enthält Partikel, die von der gleichen Art sind sehr viel kleiner als die Atome, von denen Sie gehören. Sie werden jetzt Elektronen genannt, obwohl er sie ursprünglich Korpuskeln nannte., Seine Entdeckung war das Ergebnis eines Versuchs, eine langjährige Kontroverse über die Art der Kathodenstrahlen zu lösen, die auftreten, wenn ein elektrischer Strom durch ein Gefäß getrieben wird, aus dem der größte Teil der Luft oder eines anderen Gases abgepumpt wurde. Fast alle deutschen Physiker der damaligen Zeit waren der Ansicht, dass diese sichtbaren Strahlen durch das Auftreten im Äther erzeugt wurden—eine schwerelose Substanz, von der angenommen wurde, dass sie den gesamten Raum durchdringt—, aber dass sie weder gewöhnliches Licht noch die kürzlich entdeckten Röntgenstrahlen waren. Britische und französische Physiker hingegen glaubten, dass es sich bei diesen Strahlen um elektrifizierte Teilchen handelte., Durch die Anwendung einer verbesserten Vakuumtechnik konnte Thomson ein überzeugendes Argument dafür vorbringen, dass diese Strahlen aus Partikeln bestanden. Darüber hinaus schienen diese Strahlen aus denselben Partikeln oder Korpuskeln zu bestehen, unabhängig davon, welche Art von Gas die elektrische Entladung trug oder welche Arten von Metallen als Leiter verwendet wurden. Thomsons Schlussfolgerung, dass die Korpuskeln in allen Arten von Materie vorhanden waren, wurde in den nächsten drei Jahren verstärkt, als er feststellte, dass Korpuskeln mit den gleichen Eigenschaften auf andere Weise hergestellt werden konnten—z. B. aus heißen Metallen., Thomson kann zum ersten Mal als „der Mann, der das Atom spaltete“ beschrieben werden, obwohl „abgebrochen“ angesichts der Größe und Anzahl der Elektronen ein besseres Wort sein könnte. Obwohl einige Atome viele Elektronen enthalten,beträgt die Gesamtmasse der Elektronen niemals so viel wie 1/1.000 des Atoms.
Science Museum London
Um die Jahrhundertwende hatte der größte Teil der wissenschaftlichen Welt Thomsons weitreichende Entdeckung vollständig akzeptiert. 1903 hatte er die Gelegenheit, seine Ansichten über das Verhalten subatomarer Teilchen in Naturphänomenen zu verstärken, als er in seinen Silliman-Vorlesungen an der Yale University eine diskontinuierliche Theorie des Lichts vorschlug; Seine Hypothese ließ Albert Einsteins spätere Theorie der Photonen ahnen., 1906 erhielt er den Nobelpreis für Physik für seine Forschungen zur elektrischen Leitfähigkeit von Gasen; 1908 wurde er zum Ritter geschlagen; 1909 wurde er Präsident der British Association for the Advancement of Science; und 1912 erhielt er den Verdienstorden.
Thomson war jedoch keineswegs ein wissenschaftlicher Einsiedler. Während seiner fruchtbarsten Jahre als Wissenschaftler war er Verwaltungsleiter des sehr erfolgreichen Cavendish-Labors. (Dort lernte er Rose Elizabeth Paget kennen, die er 1890 heiratete.,) Er verwaltete nicht nur die Forschungsprojekte, sondern finanzierte auch zwei Ergänzungen zu den Laborgebäuden hauptsächlich aus Studentengebühren, mit wenig Unterstützung der Universität und Hochschulen. Mit Ausnahme seines Anteils an einem kleinen staatlichen Zuschuss an die Royal Society zur Unterstützung aller britischen Universitäten und aller Wissenschaftszweige erhielt das Cavendish Laboratory keine andere staatliche Subvention, noch gab es Beiträge von gemeinnützigen Unternehmen oder der Industrie., Ein Geschenk eines engagierten Mitarbeiters ermöglichte den Kauf einer kleinen Flüssigkeits-Luft-Maschine, die für Thomsons Erforschung positiver Strahlen unerlässlich war und das Wissen über die kürzlich entdeckten Atomkerne erheblich erweiterte.
Thomson war darüber hinaus ein hervorragender Lehrer; Seine Bedeutung in der Physik hing fast so sehr von der Arbeit ab, die er in anderen inspirierte, als von der, die er selbst tat. Die Gruppe von Männern, die er zwischen 1895 und 1914 um sich versammelte, stammte aus der ganzen Welt, und nachdem er unter ihm gearbeitet hatte, nahmen viele Professuren im Ausland an., Sieben Nobelpreise wurden an diejenigen vergeben, die unter ihm arbeiteten. Während der Arbeit mit Thomson am Cavendish Laboratory im Jahr 1910 führte Ernest Rutherford beispielsweise die Forschung durch, die zum modernen Verständnis der inneren Struktur des Atoms führte. Dabei verdrängte das Rutherford-Atommodell das von Lord Kelvin vorgeschlagene sogenannte Plum-Pudding-Modell der atomaren Struktur; Letzteres ist als Thomson-Atommodell bekannt, da Thomson es einige Jahre lang stark unterstützt hat.,
Thomson nahm seine Lehrtätigkeit sehr ernst: Er unterrichtete regelmäßig vormittags im Grundschulunterricht und nachmittags im Aufbaustudium. Er hielt das Lehren für hilfreich für einen Forscher, da er grundlegende Ideen überdenken musste, die sonst als selbstverständlich angesehen worden wären. Er riet einem Mann, der ein neues Forschungsgebiet betritt, niemals, die bereits geleistete Arbeit zu lesen. Vielmehr hielt Thomson es für klug, dass der Forscher zuerst seine eigenen Ideen klarstellte., Dann konnte er die Berichte anderer sicher lesen, ohne dass seine eigenen Ansichten von Annahmen beeinflusst wurden, die er möglicherweise nur schwer wegwerfen konnte.
Courtesy of the National Portrait Gallery, London
Thomson demonstrierte seine breite Palette von Interessen außerhalb der Wissenschaft durch sein Interesse an Politik, aktueller Fiktion, Drama, Universitätssport und den nichttechnischen Aspekten der Wissenschaft. Obwohl er nicht sportlich war, war er ein begeisterter Fan der Cambridge Cricket-und Rugby-Teams. Sein größtes Interesse außerhalb der Physik galt jedoch Pflanzen., Er genoss lange Spaziergänge auf dem Land, besonders in hügeligen Regionen in der Nähe von Cambridge, wo er nach seltenen botanischen Exemplaren für seinen kunstvollen Garten suchte. 1918 wurde Thomson zum Master of Trinity College ernannt. Diese Position, in der er bis zu seinem Tod blieb, gab ihm die Möglichkeit, viele junge Männer zu treffen, deren Interessen außerhalb des wissenschaftlichen Bereichs lagen. Er genoss diese Treffen und machte viele neue Freunde.
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