Sir James Chadwick (fotografija objavljena u članku) je engleski fizičar, dobitnik Nobelove nagrade, koji je postao poznat nakon otkrića neutrona. To je radikalno promijenilo tadašnju fiziku i omogućilo naučnicima da stvore nove elemente, a također je dovelo do otkrića nuklearne fisije i njene upotrebe u vojne i civilne svrhe. Chadwick je bio dio grupe britanskih naučnika koji su pomogli SAD-u da razviju atomsku bombu tokom Drugog svjetskog rata.
James Chadwick: kratka biografija
Chadwick je rođen u Bollingtonu, Cheshire, Engleska, 20. oktobra 1891. godine, u porodici John Josepha i Ann Mary Knowles. Studirao je u lokalnim osnovnim i srednjim školama u Manchesteru. Sa šesnaest godina dobio je stipendiju Univerziteta u Mančesteru. Džejms je nameravao da studira matematiku, ali je greškom pohađao uvodna predavanja iz fizike i upisao ovu specijalnost. U početku je sumnjao u svoju odluku, ali nakon prve godine, kurs mu je bio zanimljiviji. Chadwick je bio upisan u razredErnest Rutherford, gdje je proučavao elektricitet i magnetizam, a kasnije je učitelj dodijelio Jamesu istraživački projekat radioaktivnog elementa radijuma.
Rano istraživanje
James Chadwick je diplomirao 1911. godine i nastavio da radi sa Rutherfordom na apsorpciji gama, stekavši magisterij 1913. godine. Supervizor je omogućio istraživačku stipendiju koja je zahtijevala da radi na drugom mjestu. Odlučio je da studira u Berlinu kod Hansa Gajgera, koji je bio u poseti Mančesteru u vreme kada je Džejms završavao magistarske studije. Tokom ovog perioda, 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 vrati u Englesku što je prije moguće. James je bio zbunjen savjetima putničke kompanije i ostao je u njemačkom logoru za zarobljenike do kraja rata. Tokom pet godina zatvora, Chadwick je uspio pregovarati sa čuvarima i provesti elementarne studije fluorescencije.
Rad u Cavendish laboratoriji
James Chadwick, čija je biografija u fizici imala sve šanse da završi 1918. godine, zahvaljujući naporima Rutherforda, ponovo se vratio nauci i potvrdio da je naboj jezgra jednak atomskom broju. Godine 1921. dobio je istraživačku stipendiju na Gonville koledžu u Kembridžu.i Keyes, a sljedeće godine postao je Rutherfordov asistent u Cavendish laboratoriji.
Radeći svaki dan, još uvijek je nalazio vremena za sprovođenje istraživanja, čiji je smjer općenito sugerirao Rutherford. Chadwick i njegov kolega zatvorenik Charles D. Ellis su zatim nastavili studirati na Triniti koledžu i kod Rutherforda, istražujući transmutaciju elemenata bombardiranjem alfa česticama (jezgrima helijuma). Istraživački tim u Beču izvijestio je o rezultatima koji nisu bili u skladu s podacima do kojih je došla laboratorija Cavendish, čiju su ispravnost vješto branili daljim eksperimentima Chadwick i njegove kolege.
1925. James se oženio Eileen Stuart-Brown. Par je imao kćeri bliznakinje.
Sredinom 1920-ih, James Chadwick je sproveo eksperimente da rasprši alfa čestice ispaljene na mete napravljene od metala, uključujući zlato i uranijum, a zatim i sam helijum, čije jezgro ima istu masu kao i alfa čestice. Ispostavilo se da je rasipanje asimetrično, a Chadwick ga je objasnio 1930. godine kao kvantni fenomen.
Otkriće neutrona
Još 1920. godine, Rutherford je predložio postojanje električno neutralne čestice zvane neutron da bi objasnio postojanje izotopa vodonika. Vjerovalo se da se ova čestica sastoji od elektrona i protona, ali emisija takvog sastava nije otkrivena.
1930. godine otkriveno je da kada su svjetlosna jezgra bombardirana alfa zracima koje emituje polonijum, nastaje prodorno zračenje bez električnog naboja. To je trebalo da budu gama zraci. Međutim, kada se koristi berilijumska meta, ispostavilo se da su zraci mnogo puta prodorniji nego kada se koriste drugi materijali. Godine 1931. Chadwick i njegov kolega Webster sugerirali su da su neutralni zraci u stvari dokaz postojanja neutrona.
Godine 1932, istraživački par Irene Curie i Frédéric Joliot pokazao je da je zračenje iz berilijuma bilo prodornije nego što su prijavili prethodni istraživači, ali su ga nazivali i gama zracima. Džejms Čedvik je pročitao izveštaj i odmah prionuo na posao na izračunavanju mase neutralne čestice, što bi moglo da objasni najnovije rezultate. Koristio je berilijumsko zračenje za bombardovanje različitih elemenata i otkrio da su rezultati u skladu sa dejstvom neutralne čestice sa masom skoro identičnom masom protona. Ovo je postala eksperimentalna potvrda postojanja neutrona. Godine 1925. Chadwick je dobio Nobelovu nagradu za fiziku za ovo dostignuće.
Od neutrona do nuklearne reakcije
Neutron je brzo postao oruđe za fizičare, koji su ga koristili da prodru u atome elemenata i transformišu ih, tako da ga pozitivno nabijena jezgra nisu odbijala. Tako je Chadwick pripremio put za fisiju uranijuma-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. Nemački naučnik skromnoodbio ponudu da podijeli Nobelovu nagradu, što ga je učinilo Jamesom Chadwickom.
Otkriće neutrona omogućilo je stvaranje transuranijumskih elemenata u laboratorijama. To je bio poticaj za otkriće nobelovca Enrica Fermija nuklearnih reakcija uzrokovanih sporim neutronima, te otkriće njemačkih hemičara Otta Hahna i Strassmanna nuklearne fisije, što je dovelo do stvaranja nuklearnog oružja.
Rad na atomskoj bombi
1935. James Chadwick je postao profesor fizike na Univerzitetu u Liverpoolu. Kao rezultat Frisch-Peierlsovog memoranduma iz 1940. o preporučljivosti izgradnje nuklearne bombe, imenovan je u komitet MAUD, koji je detaljnije istraživao ovo pitanje. Godine 1940. posjetio je Sjevernu Ameriku u misiji Tizard kako bi uspostavio saradnju u nuklearnim istraživanjima. Nakon povratka u UK, odlučio je da ništa neće raditi dok se rat ne završi.
U decembru te godine, Francis Simon, koji je radio u MAUD-u, pronašao je način da odvoji izotop uranijuma-235. U svom izvještaju iznio je procjenu troškova i tehničku specifikaciju za stvaranje velikog preduzeća za obogaćivanje uranijuma. Chadwick je kasnije napisao da je tek tada shvatio da je nuklearna bomba ne samo moguća nego i neizbježna. Od tog trenutka je morao da počne da uzima tablete za spavanje. Džejms i njegova grupa su generalno podržavali U-235 bombu i odobravali njenu izolaciju difuzijom od izotopa U-238.
rezultat života
Uskoro je otišaou Los Alamos, sjedište Projekta Manhattan, i zajedno s Nielsom Borom dao vrijedne savjete kreatorima atomskih bombi bačenih na Hirošimu i Nagasaki. Chadwick James, čija su otkrića dramatično promijenila tok ljudske istorije, proglašen je vitezom 1945.
Na kraju Drugog svjetskog rata vratio se na svoju dužnost u Liverpoolu. Chadwick se penzionisao 1958. Nakon deset godina provedenih u Sjevernom Velsu, vratio se u Cambridge 1969., gdje je umro 24. jula 1974.
