Sir James Chadwick (fotografija objavljena u članku) engleski je fizičar, dobitnik Nobelove nagrade, koji je postao poznat nakon otkrića neutrona. To je radikalno promijenilo tadašnju fiziku i omogućilo znanstvenicima stvaranje novih elemenata, a također je dovelo do otkrića nuklearne fisije i njezine upotrebe u vojne i civilne svrhe. Chadwick je bio dio grupe britanskih znanstvenika koji su pomogli SAD-u razviti atomsku bombu tijekom Drugog svjetskog rata.
James Chadwick: kratka biografija
Chadwick je rođen u Bollingtonu, Cheshire, Engleska, 20. listopada 1891. u obitelji Johna Josepha i Ann Mary Knowles. Studirao je u lokalnim osnovnim i općinskim srednjim školama u Manchesteru. Sa šesnaest je dobio stipendiju Sveučilišta u Manchesteru. James je namjeravao studirati matematiku, ali je zabunom pohađao uvodna predavanja iz fizike i upisao ovu specijalnost. Isprva je sumnjao u svoju odluku, ali nakon prve godine tečaj mu je bio zanimljiviji. Chadwick je bio upisan u razredErnest Rutherford, gdje je proučavao elektricitet i magnetizam, a kasnije je učitelj dodijelio Jamesu istraživački projekt o radioaktivnom elementu radiju.
Rano istraživanje
James Chadwick diplomirao je 1911. i nastavio raditi s Rutherfordom na apsorpciji gama, stekavši magisterij 1913. Supervizor je omogućio istraživačku stipendiju zbog koje je morao raditi negdje drugdje. Odlučio je studirati u Berlinu kod Hansa Geigera, koji je boravio u Manchesteru u vrijeme kada je James završavao magisterij. Tijekom tog razdoblja, Chadwick je ustanovio postojanje kontinuiranog spektra beta zračenja, što je obeshrabrilo istraživače i dovelo do otkrića neutrina.
Putujte u kamp
Neposredno prije Prvog svjetskog rata, kada su neprijateljstva postala neizbježna, Geiger je upozorio Chadwicka da se što prije vrati u Englesku. James je bio zbunjen savjetima putničke tvrtke i ostao je u njemačkom logoru za zarobljenike do kraja rata. Tijekom pet godina zatvora, Chadwick je uspio pregovarati sa čuvarima i provesti elementarne studije fluorescencije.
Rad u laboratoriju Cavendish
James Chadwick, čija je biografija u fizici imala sve šanse da završi 1918. godine, zahvaljujući Rutherfordovim naporima, ponovno se vratio znanosti i potvrdio da je naboj jezgre jednak atomskom broju. Godine 1921. dobio je znanstveno-istraživačku stipendiju na Gonville Collegeu u Cambridgeu.i Keyes, a sljedeće godine postao je Rutherfordov asistent u Cavendish Laboratory.
Radeći svaki dan, još uvijek je nalazio vremena za provođenje istraživanja, čiji je smjer općenito predložio Rutherford. Chadwick i njegov kolega zatvorenik Charles D. Ellis zatim su nastavili studirati na Trinity Collegeu i kod Rutherforda, istražujući transmutaciju elemenata bombardiranjem alfa česticama (jezgre helija). Istraživački tim u Beču izvijestio je o rezultatima koji nisu bili u skladu s podacima koje je dobio laboratorij Cavendish, čiju su ispravnost vješto branili daljnjim eksperimentima Chadwicka i njegovih kolega.
Godine 1925. James se oženio Eileen Stuart-Brown. Par je imao kćeri blizanke.
Sredinom 1920-ih, James Chadwick je proveo eksperimente za raspršivanje alfa čestica ispaljenih na mete izrađene od metala, uključujući zlato i uran, a zatim i sam helij, čija jezgra ima istu masu kao i alfa čestice. Pokazalo se da je raspršenje asimetrično, a Chadwick ga je 1930. objasnio kao kvantni fenomen.
Otkriće neutrona
Još davne 1920. Rutherford je predložio postojanje električno neutralne čestice zvane neutron kako bi objasnio postojanje izotopa vodika. Vjerovalo se da se ova čestica sastoji od elektrona i protona, ali emisija takvog sastava nije otkrivena.
Godine 1930. otkriveno je da kada su svjetlosne jezgre bombardirane alfa zrakama koje je emitirao polonij, nastalo je prodorno zračenje bez električnog naboja. Trebale su to biti gama zrake. Međutim, pri korištenju berilijeve mete pokazalo se da su zrake višestruko prodornije nego pri korištenju drugih materijala. Godine 1931. Chadwick i njegov kolega Webster sugerirali su da su neutralne zrake zapravo dokaz postojanja neutrona.
Godine 1932., istraživački bračni par Irene Curie i Frédéric Joliot pokazao je da je zračenje berilija prodornije nego što su tvrdili prethodni istraživači, ali su ga nazivali i gama zrakama. James Chadwick pročitao je izvješće i odmah se dao raditi na izračunavanju mase neutralne čestice, što bi moglo objasniti najnovije rezultate. Koristio je berilijevo zračenje za bombardiranje raznih elemenata i otkrio da su rezultati u skladu s djelovanjem neutralne čestice s masom gotovo identičnom masom protona. To je postala eksperimentalna potvrda postojanja neutrona. Godine 1925. Chadwick je za ovo postignuće dobio Nobelovu nagradu za fiziku.
Od neutrona do nuklearne reakcije
Neutron je brzo postao oruđe za fizičare, koji su ga koristili da prodru u atome elemenata i transformiraju ih, pa ga pozitivno nabijene jezgre nisu odbijale. Tako je Chadwick pripremio put za fisiju urana-235 i stvaranje nuklearnog oružja. Godine 1932. za ovo važno otkriće dobio je Hughesovu medalju, a 1935. Nobelovu nagradu. Tada je saznao da je Hans Falkenhagen otkrio neutron u isto vrijeme kad i on, ali se bojao objaviti svoje rezultate. njemački znanstvenik skromnoodbio je ponudu da podijeli Nobelovu nagradu, zbog čega je postao James Chadwick.
Otkriće neutrona omogućilo je stvaranje transuranskih elemenata u laboratorijima. To je bio poticaj za otkriće nobelovca Enrica Fermija nuklearnih reakcija uzrokovanih sporim neutronima, te otkriće njemačkih kemičara Otta Hahna i Strassmanna nuklearne fisije, što je dovelo do stvaranja nuklearnog oružja.
Rad na atomskoj bombi
Godine 1935. James Chadwick postao je profesor fizike na Sveučilištu u Liverpoolu. Kao rezultat Frisch-Peierlsovog memoranduma iz 1940. o preporučljivosti izgradnje nuklearne bombe, imenovan je u odbor MAUD-a, koji je detaljnije istražio ovo pitanje. Godine 1940. posjetio je Sjevernu Ameriku u misiji Tizard kako bi uspostavio suradnju u nuklearnim istraživanjima. Nakon povratka u Veliku Britaniju, odlučio je da ništa neće raditi dok se rat ne završi.
U prosincu te godine, Francis Simon, koji je radio u MAUD-u, pronašao je način da odvoji izotop urana-235. U svom izvješću iznio je troškovnik i tehničku specifikaciju za stvaranje velikog poduzeća za obogaćivanje urana. Chadwick je kasnije napisao da je tek tada shvatio da je nuklearna bomba ne samo moguća nego i neizbježna. Od tog trenutka morao je početi uzimati tablete za spavanje. James i njegova skupina općenito su podržavali bombu U-235 i odobravali njezinu izolaciju difuzijom iz izotopa U-238.
rezultat života
Uskoro je otišaou Los Alamos, sjedište Projekta Manhattan, i zajedno s Nielsom Bohrom dao vrijedne savjete razvijateljima atomskih bombi bačenih na Hirošimu i Nagasaki. Chadwick James, čija su otkrića dramatično promijenila tijek ljudske povijesti, proglašen je vitezom 1945.
Na kraju Drugog svjetskog rata vratio se na svoje mjesto u Liverpoolu. Chadwick je otišao u mirovinu 1958. Nakon deset godina provedenih u Sjevernom Walesu, vratio se u Cambridge 1969., gdje je umro 24. srpnja 1974.
