Ernest Rutherford, 1.º Barão Rutherford de Nelson (30 de agosto de 1871 – 19 de outubro de 1937) foi um físico e químico neozelandês que pesquisou a física atômica e a física nuclear. Recebeu o apelido de "pai da física nuclear" e foi chamado de "o maior experimentalista desde Michael Faraday". Em 1908, recebeu o Nobel de Química "por suas investigações sobre a desintegração dos elementos e a química das substâncias radioativas".
Entre suas descobertas estão o conceito de meia-vida radioativa e a emanação do tório, posteriormente identificada como radônio-220, um isótopo do radônio. Rutherford distinguiu as radiações alfa e beta e lhes deu esses nomes. Com Thomas Royds, demonstrou que a radiação alfa é formada por núcleos de hélio. Em 1911, propôs que a carga do átomo se concentrava em um núcleo muito pequeno. Chegou a essa ideia ao interpretar a dispersão de Rutherford observada no experimento da folha de ouro de Hans Geiger e Ernest Marsden. Em 1912, convidou Niels Bohr para seu laboratório, onde se desenvolveu o modelo atômico de Bohr. Em experimentos iniciados em 1917 e publicados em 1919, bombardeou núcleos de nitrogênio com partículas alfa, produzindo a primeira reação nuclear induzida artificialmente. Nos experimentos, detectou a emissão de uma partícula subatômica que chamou inicialmente de "átomo de hidrogênio" e depois, com maior precisão, de próton. Em seu laboratório, Henry Moseley estabeleceu uma relação entre as frequências dos raios X característicos dos elementos e seus números atômicos. Também pesquisou radiocomunicação e tecnologias de ultrassom.
Rutherford assumiu a direção do Laboratório Cavendish, na Universidade de Cambridge, em 1919. Sob sua direção, James Chadwick descobriu o nêutron em 1932. No mesmo ano, John Cockcroft e Ernest Walton realizaram ali um experimento controlado de desintegração nuclear. Rutherford recebeu o título de barão do Reino Unido. Após sua morte, em 1937, foi sepultado na Abadia de Westminster, perto de Charles Darwin e Isaac Newton. O elemento químico rutherfórdio (Rf, número atômico 104) recebeu seu nome em 1997. Em uma seleção publicada em 1999, ficou em décimo lugar entre os maiores físicos de todos os tempos. Seu retrato aparece na nota neozelandesa de cem dólares desde 1999.
Ernest Rutherford nasceu em 30 de agosto de 1871 em Spring Grove, perto de Brightwater, na Nova Zelândia. Era o quarto dos doze filhos de James Rutherford, agricultor e mecânico imigrado de Perth, na Escócia, e de Martha Thompson, professora nascida em Hornchurch, na Inglaterra. Na certidão de nascimento, seu nome foi escrito por engano como "Earnest". A família o chamava de Ern.
Aos cinco anos, mudou-se para Foxhill, em Tasman, e frequentou a escola local. Em 1883, quando tinha onze anos, a família mudou-se para Havelock, nos Marlborough Sounds, perto da fábrica de processamento de linho administrada por seu pai. Ernest passou a estudar na Havelock School.
Em 1887, na segunda tentativa, ganhou uma bolsa para estudar no Nelson College. Na primeira prova, obtivera a maior nota entre os candidatos de Nelson. Quando conquistou a bolsa, acertou 580 dos 600 pontos possíveis. A Havelock School lhe presenteou então com os cinco volumes de The Peoples of the World. Estudou no Nelson College de 1887 a 1889, foi o aluno representante da escola em 1889 e jogou na equipe de rugby. Recusou uma vaga de cadete no serviço público porque ainda lhe restavam quinze meses de curso.
Em 1889, também na segunda tentativa, ganhou uma bolsa para estudar no Canterbury College, da Universidade da Nova Zelândia, entre 1890 e 1894. Participou da sociedade de debates e da sociedade científica da instituição. Concluiu as provas do bacharelado em artes, com estudos de latim, inglês e matemática, em 1892; as do mestrado em artes, com matemática e ciências físicas, em 1893; e as do bacharelado em ciências, com química e geologia, em 1894. Os respectivos diplomas foram conferidos em 1893, 1894 e 1895.
Rutherford inventou em seguida um novo tipo de receptor de rádio. Em 1895, recebeu uma bolsa de pesquisa da Comissão Real para a Exposição de 1851, que lhe permitiu viajar à Inglaterra para estudos de pós-graduação no Laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge. Em 1897, obteve um diploma de pesquisa de bacharelado e a bolsa Coutts-Trotter do Trinity College.
Quando começou a estudar em Cambridge, Rutherford estava entre os primeiros pesquisadores sem diploma da própria universidade admitidos a trabalhar ali. Foi aluno de J. J. Thomson.
Com o incentivo de Thomson, em fevereiro de 1896 detectou ondas de rádio a várias centenas de metros de distância, então um recorde. Guglielmo Marconi ampliou o alcance das transmissões sem fio nos anos seguintes.
Ainda sob a orientação de Thomson, Rutherford estudou o efeito dos raios X sobre a condutividade elétrica dos gases, trabalho relacionado à descoberta do elétron, cujos resultados Thomson apresentou em 1897. Depois de tomar conhecimento das experiências de Henri Becquerel com urânio, passou a investigar sua radioatividade e encontrou dois tipos de radiação que se distinguiam dos raios X pela capacidade de penetração. Ao continuar a pesquisa no Canadá, deu-lhes os nomes de "raios alfa" e "raios beta" em 1899.
Em 1898, por recomendação de Thomson, aceitou a cátedra Macdonald de Física da Universidade McGill, em Montreal. Entre 1900 e 1903, trabalhou ali com o jovem químico Frederick Soddy, futuro Nobel de Química de 1921. Rutherford encarregou-o de identificar o gás nobre emitido pelo tório radioativo, que também depositava uma substância radioativa sobre outros materiais. Depois de descartar as reações químicas comuns, Soddy concluiu que se tratava de um gás inerte, batizado de torônio. Identificou-se mais tarde esse gás como o isótopo radônio-220. Encontraram ainda uma substância chamada "tório X", mais tarde identificada como rádio-224, e vestígios de hélio. Examinaram também amostras de "urânio X", hoje identificado principalmente como tório-234, fornecidas por William Crookes, e amostras de rádio de Marie Curie.
Ao estudar a emanação do tório com R. B. Owens, Rutherford observou que sua atividade diminuía segundo uma taxa característica, independentemente do tamanho da amostra. O torônio, hoje identificado como radônio-220, tem meia-vida de aproximadamente 56 segundos; Rutherford deu o nome de "meia-vida" ao intervalo necessário para a desintegração de metade de uma amostra radioativa. Rutherford e Soddy publicaram a "Law of Radioactive Change" para reunir os resultados de seus experimentos. Até então, os átomos eram tidos como a base indestrutível da matéria. Curie havia proposto que a radioatividade era um fenômeno atômico, mas a ideia de que átomos radioativos se desintegrassem era nova. Rutherford e Soddy demonstraram que a radioatividade envolvia a transformação espontânea dos átomos em outras formas de matéria, ainda não identificadas.
Em 1903, Rutherford examinou uma radiação observada em 1900 pelo químico francês Paul Villard, mas ainda sem nome. Como ela provinha do rádio e atravessava a matéria com muito mais facilidade do que as radiações alfa e beta, chamou-a de radiação gama. Os três termos continuam em uso, embora outros tipos de decaimento radioativo tenham sido descobertos. Em 1904, ao discutir a idade da Terra, Rutherford argumentou que o calor produzido pela radioatividade poderia contrariar a estimativa relativamente baixa de Lorde Kelvin, baseada no resfriamento terrestre. Kelvin estava presente à conferência. Uma análise geofísica posterior mostrou que o calor radioativo, por si só, não alteraria substancialmente o resultado daquele cálculo; John Perry já havia apontado em 1895 o papel da transferência de calor no interior terrestre. Em 1907, voltou à Grã-Bretanha para ocupar a cátedra Langworthy na Universidade Victoria de Manchester.
Em Manchester, prosseguiu o estudo da radiação alfa. Com Hans Geiger, desenvolveu telas de cintilação com sulfeto de zinco e câmaras de ionização para contar partículas alfa. Ao comparar o número de partículas detectadas com a carga total transportada pelas partículas alfa, medida eletricamente, concluiu que cada uma tinha carga elétrica igual a duas unidades elementares. No fim de 1907, Rutherford e Thomas Royds fizeram as partículas alfa atravessarem uma janela muito fina e entrarem em um tubo evacuado. Ao provocar descargas elétricas no tubo, acompanharam por espectroscopia de emissão atômica a mudança de seu espectro à medida que as partículas se acumulavam. O espectro característico do hélio acabou aparecendo, mostrando que as partículas alfa eram, no mínimo, átomos de hélio ionizados e, provavelmente, seus núcleos.