Sir James Chadwick (fotografie postată în articol) este un fizician englez, laureat al Premiului Nobel, devenit celebru după descoperirea neutronului. Acest lucru a schimbat radical fizica acelui timp și a permis oamenilor de știință să creeze noi elemente și, de asemenea, a dus la descoperirea fisiunii nucleare și la utilizarea acesteia în scopuri militare și civile. Chadwick a făcut parte dintr-un grup de oameni de știință britanici care au ajutat SUA să dezvolte bomba atomică în timpul celui de-al Doilea Război Mondial.
James Chadwick: scurtă biografie
Chadwick s-a născut în Bollington, Cheshire, Anglia, la 20 octombrie 1891, din ființa lui John Joseph și Ann Mary Knowles. A studiat la liceele primare locale și la liceele municipale din Manchester. La șaisprezece ani a primit o bursă de la Universitatea din Manchester. James intenționa să studieze matematica, dar a participat din greșeală la cursuri introductive în fizică și s-a înscris la această specialitate. La început, a avut dubii în legătură cu decizia sa, dar după primul an, cursul i s-a părut mai interesant. Chadwick a fost înscris la clasăErnest Rutherford, unde a studiat electricitatea și magnetismul, iar mai târziu un profesor i-a repartizat lui James un proiect de cercetare asupra elementului radioactiv radiu.
Cercetare timpurie
James Chadwick a absolvit în 1911 și a continuat să lucreze cu Rutherford în domeniul absorbției gama, obținând o diplomă de master în 1913. Supraveghetorul a facilitat o bursă de cercetare care ia cerut să lucreze în altă parte. A decis să studieze la Berlin cu Hans Geiger, care vizita Manchester în momentul în care James își termina masteratul. În această perioadă, Chadwick a stabilit existența unui spectru continuu de radiații beta, care a descurajat cercetătorii și a dus la descoperirea neutrinilor.
Călătorie în tabără
Cu puțin timp înainte de Primul Război Mondial, când ostilitățile au devenit inevitabile, Geiger l-a avertizat pe Chadwick să se întoarcă în Anglia cât mai curând posibil. James a fost nedumerit de sfaturile companiei de turism și a rămas într-un lagăr de prizonieri german până la sfârșitul războiului. În cei cinci ani de închisoare, Chadwick a reușit să negocieze cu gardienii și să efectueze studii elementare de fluorescență.
Lucrează la laboratorul Cavendish
James Chadwick, a cărui biografie în fizică a avut toate șansele să se termine în 1918, datorită eforturilor lui Rutherford, a revenit din nou la știință și a confirmat că sarcina nucleului era egală cu numărul atomic. În 1921 i s-a acordat o bursă de cercetare la Gonville College, Cambridge.și Keyes, iar în anul următor a devenit asistentul lui Rutherford la Laboratorul Cavendish.
Lucrând în fiecare zi, a găsit încă timp să efectueze cercetări, a căror direcție era în general sugerată de Rutherford. Chadwick și colegul prizonier Charles D. Ellis au continuat să studieze la Trinity College și cu Rutherford, cercetând transmutarea elementelor prin bombardarea cu particule alfa (nuclee de heliu). O echipă de cercetare din Viena a raportat rezultate care nu erau în concordanță cu datele obținute de Laboratorul Cavendish, a căror corectitudine a fost apărată cu pricepere prin experimente ulterioare ale lui Chadwick și colegilor săi.
În 1925, James s-a căsătorit cu Eileen Stuart-Brown. Cuplul a avut fete gemene.
La mijlocul anilor 1920, James Chadwick a efectuat experimente pentru a împrăștia particulele alfa trase către ținte din metale, inclusiv aur și uraniu, și apoi heliul însuși, al cărui nucleu are aceeași masă ca particulele alfa. Imprăștirea s-a dovedit a fi asimetrică, iar Chadwick a explicat-o în 1930 ca un fenomen cuantic.
Descoperirea neutronului
În 1920, Rutherford a propus existența unei particule neutre din punct de vedere electric numită neutron pentru a explica existența izotopilor de hidrogen. Se credea că această particulă consta dintr-un electron și un proton, dar emisia unei astfel de compoziții nu a fost detectată.
În 1930, s-a constatat că atunci când nucleele luminoase au fost bombardate cu raze alfa emise de poloniu, au apărut radiații penetrante fără sarcină electrică. Trebuia să fie raze gamma. Cu toate acestea, atunci când se folosește o țintă de beriliu, razele s-au dovedit a fi de multe ori mai pătrunzătoare decât atunci când se folosesc alte materiale. În 1931, Chadwick și colegul său Webster au sugerat că razele neutre erau de fapt dovezi ale existenței neutronului.
În 1932, cuplul de cercetători Irene Curie și Frédéric Joliot au arătat că radiația din beriliu era mai penetrantă decât cea raportată de cercetătorii anteriori, dar au numit-o și raze gamma. James Chadwick a citit raportul și s-a pus imediat pe treabă la calculul masei particulei neutre, ceea ce ar putea explica cele mai recente rezultate. El a folosit radiația de beriliu pentru a bombarda diferite elemente și a descoperit că rezultatele au fost în concordanță cu acțiunea unei particule neutre cu o masă aproape identică cu cea a unui proton. Aceasta a devenit confirmarea experimentală a existenței neutronului. În 1925, Chadwick a primit Premiul Nobel pentru fizică pentru această realizare.
De la neutron la reacția nucleară
Neutronul a devenit rapid un instrument pentru fizicieni, care l-au folosit pentru a pătrunde în atomii elementelor și a le transforma, astfel încât nucleele încărcate pozitiv nu l-au respins. Astfel, Chadwick a pregătit calea pentru fisiunea uraniului-235 și crearea de arme nucleare. În 1932, pentru această importantă descoperire, i s-a acordat medalia Hughes și în 1935 Premiul Nobel. Apoi a aflat că Hans Falkenhagen a descoperit neutronul în același timp cu el, dar îi era teamă să-și publice rezultatele. om de știință german cu modestiea refuzat o ofertă de a împărți premiul Nobel, ceea ce l-a făcut pe James Chadwick.
Descoperirea neutronului a făcut posibilă crearea de elemente transuraniu în laboratoare. Acesta a fost impulsul pentru descoperirea de către laureatul Nobel Enrico Fermi a reacțiilor nucleare cauzate de neutroni lenți și descoperirea de către chimiștii germani Otto Hahn și Strassmann a fisiunii nucleare, care a dus la crearea armelor nucleare.
Se lucrează la bomba atomică
În 1935, James Chadwick a devenit profesor de fizică la Universitatea din Liverpool. Ca urmare a memorandumului Frisch-Peierls din 1940 privind oportunitatea construirii unei bombe nucleare, el a fost numit în comitetul MAUD, care a investigat această problemă mai detaliat. În 1940, a vizitat America de Nord în misiunea Tizard pentru a stabili cooperarea în cercetarea nucleară. După ce s-a întors în Marea Britanie, a decis că nimic nu va funcționa până nu se va termina războiul.
În decembrie a acelui an, Francis Simon, care lucra la MAUD, a găsit o modalitate de a separa izotopul de uraniu-235. În raportul său, el a subliniat estimarea costurilor și specificațiile tehnice pentru crearea unei mari întreprinderi de îmbogățire a uraniului. Chadwick a scris mai târziu că abia atunci și-a dat seama că o bombă nucleară nu era doar posibilă, ci și inevitabilă. Din acel moment, a trebuit să înceapă să ia somnifere. James și grupul său au susținut în general bomba U-235 și au aprobat izolarea acesteia prin difuzie de izotopul U-238.
Rezultatul vieții
Curând a plecatla Los Alamos, sediul Proiectului Manhattan și, împreună cu Niels Bohr, a dat sfaturi valoroase dezvoltatorilor bombelor atomice aruncate asupra Hiroshima și Nagasaki. Chadwick James, ale cărui descoperiri au schimbat dramatic cursul istoriei omenirii, a fost numit cavaler în 1945.
La sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, s-a întors la postul său din Liverpool. Chadwick s-a pensionat în 1958. După ce a petrecut zece ani în Țara Galilor de Nord, s-a întors la Cambridge în 1969, unde a murit la 24 iulie 1974.
