Sir James Chadwick (foto geplaas in die artikel) is 'n Engelse fisikus, Nobelpryswenner, wat bekend geword het ná die ontdekking van die neutron. Dit het die fisika van daardie tyd radikaal verander en wetenskaplikes toegelaat om nuwe elemente te skep, en het ook gelei tot die ontdekking van kernsplyting en die gebruik daarvan vir militêre en burgerlike doeleindes. Chadwick was deel van 'n groep Britse wetenskaplikes wat die VSA gehelp het om die atoombom tydens die Tweede Wêreldoorlog te ontwikkel.
James Chadwick: kort biografie
Chadwick is op 20 Oktober 1891 in Bollington, Cheshire, Engeland, gebore vir John Joseph en Ann Mary Knowles. Hy het aan die plaaslike laerskole en Manchester munisipale hoërskole gestudeer. Op sestien ontvang hy 'n beurs van die Universiteit van Manchester. James was van plan om wiskunde te studeer, maar het verkeerdelik inleidende lesings in fisika bygewoon en vir hierdie spesialiteit ingeskryf. Aanvanklik het hy bedenkinge gehad oor sy besluit, maar ná sy eerste jaar het hy die kursus interessanter gevind. Chadwick is in die klas ingeskryfErnest Rutherford, waar hy elektrisiteit en magnetisme bestudeer het, en later 'n onderwyser het James 'n navorsingsprojek oor die radioaktiewe element radium opgedra.
Vroeë Navorsing
James Chadwick het in 1911 gegradueer en het voortgegaan om saam met Rutherford aan gamma-absorpsie te werk en 'n meestersgraad in 1913 te verwerf. Die studieleier het 'n navorsingsgenootskap gefasiliteer wat vereis het dat hy elders moes werk. Hy het besluit om in Berlyn te studeer saam met Hans Geiger, wat Manchester besoek het toe James besig was om sy meestersgraad te voltooi. Gedurende hierdie tydperk het Chadwick die bestaan van 'n aaneenlopende spektrum van beta-straling vasgestel, wat navorsers ontmoedig het en gelei het tot die ontdekking van neutrino's.
Reis na die kamp
Kort voor die Eerste Wêreldoorlog, toe vyandelikhede onvermydelik geword het, het Geiger vir Chadwick gewaarsku om so gou moontlik na Engeland terug te keer. James was verbysterd oor die reismaatskappy se raad en het tot aan die einde van die oorlog in 'n Duitse krygsgevangene-kamp gebly. Gedurende die vyf jaar van sy gevangenisskap het Chadwick daarin geslaag om met die wagte te onderhandel en elementêre studies oor fluoressensie uit te voer.
Werk by die Cavendish Laboratory
James Chadwick, wie se biografie in fisika alle kans gehad het om in 1918 te eindig, danksy die pogings van Rutherford, het weer na die wetenskap teruggekeer en bevestig dat die lading van die kern gelyk is aan die atoomgetal. In 1921 is 'n navorsingsgenootskap by Gonville College, Cambridge, aan hom toegeken.en Keyes, en het die volgende jaar Rutherford se assistent by die Cavendish Laboratory geword.
Toe hy elke dag gewerk het, het hy nog tyd gevind om navorsing te doen, waarvan die rigting oor die algemeen deur Rutherford voorgestel is. Chadwick en medegevangene Charles D. Ellis het daarna aan Trinity College en by Rutherford gaan studeer en die transmutasie van elemente deur bombardement met alfa-deeltjies (heliumkerne) ondersoek. 'n Navorsingspan in Wene het resultate gerapporteer wat teenstrydig was met die data wat deur die Cavendish Laboratory verkry is, waarvan die korrektheid vaardig verdedig is deur verdere eksperimente deur Chadwick en sy kollegas.
In 1925 het James met Eileen Stuart-Brown getrou. Die egpaar het tweelingdogters gehad.
In die middel-1920's het James Chadwick eksperimente uitgevoer om alfa-deeltjies te verstrooi wat op teikens gemaak is van metale, insluitend goud en uraan, en dan helium self, waarvan die kern dieselfde massa as alfa-deeltjies het. Die verstrooiing het asimmetries geblyk te wees, en Chadwick het dit in 1930 as 'n kwantumverskynsel verduidelik.
Ontdekking van die neutron
So ver terug as 1920 het Rutherford die bestaan van 'n elektries neutrale deeltjie genaamd die neutron voorgestel om die bestaan van waterstofisotope te verduidelik. Daar is geglo dat hierdie deeltjie uit 'n elektron en 'n proton bestaan, maar die emissie van so 'n samestelling is nie opgespoor nie.
In 1930 is gevind dat wanneer ligte kerne gebombardeer is met alfa-strale wat deur polonium uitgestraal is, deurdringende straling sonder 'n elektriese lading ontstaan het. Dit was veronderstel om gammastrale te wees. Wanneer 'n berilliumteiken egter gebruik word, het die strale baie keer meer deurdringend geblyk te wees as wanneer ander materiale gebruik word. In 1931 het Chadwick en sy kollega Webster voorgestel dat neutrale strale in werklikheid bewys is van die bestaan van die neutron.
In 1932 het die navorseregpaar Irene Curie en Frédéric Joliot getoon dat die bestraling van berillium meer deurdringend is as wat vorige navorsers gerapporteer het, maar hulle het dit ook gammastrale genoem. James Chadwick het die verslag gelees en dadelik begin werk om die massa van die neutrale deeltjie te bereken, wat die jongste resultate kan verklaar. Hy het berilliumbestraling gebruik om verskeie elemente te bombardeer en het gevind dat die resultate ooreenstem met die werking van 'n neutrale deeltjie met 'n massa byna identies aan dié van 'n proton. Dit het eksperimentele bevestiging geword van die bestaan van die neutron. In 1925 het Chadwick die Nobelprys in Fisika vir hierdie prestasie ontvang.
Van neutron tot kernreaksie
Die neutron het vinnig 'n hulpmiddel geword vir fisici, wat dit gebruik het om die atome van elemente binne te dring en hulle te transformeer, so positief gelaaide kerne het dit nie afgestoot nie. So het Chadwick die weg voorberei vir die splitsing van uraan-235 en die skepping van kernwapens. In 1932, vir hierdie belangrike ontdekking, is die Hughes-medalje en in 1935 die Nobelprys aan hom toegeken. Toe verneem hy dat Hans Falkenhagen die neutron op dieselfde tyd as hy ontdek het, maar was bang om sy resultate te publiseer. Duitse wetenskaplike beskeiehet 'n aanbod geweier om die Nobelprys te deel, wat hom James Chadwick gemaak het.
Die ontdekking van die neutron het dit moontlik gemaak om transuraanelemente in laboratoriums te skep. Dit was die stukrag vir die ontdekking deur Nobelpryswenner Enrico Fermi van kernreaksies wat veroorsaak word deur stadige neutrone, en die ontdekking deur Duitse chemici Otto Hahn en Strassmann van kernsplyting, wat gelei het tot die skepping van kernwapens.
Werk aan die atoombom
In 1935 het James Chadwick professor in fisika aan die Universiteit van Liverpool geword. As gevolg van die Frisch-Peierls-memorandum van 1940 oor die raadsaamheid om 'n kernbom te bou, is hy op die MAUD-komitee aangestel, wat hierdie kwessie in meer besonderhede ondersoek het. In 1940 het hy Noord-Amerika besoek op die Tizard-sending om samewerking in kernnavorsing te bewerkstellig. Nadat hy na die VK teruggekeer het, het hy besluit dat niks sou werk totdat die oorlog verby is nie.
In Desember daardie jaar het Francis Simon, wat by MAUD gewerk het, 'n manier gevind om die uraan-235-isotoop te skei. In sy verslag het hy die kosteberaming en tegniese spesifikasie vir die skepping van 'n groot onderneming vir uraanverryking uiteengesit. Chadwick het later geskryf dat hy eers toe besef het dat 'n kernbom nie net moontlik was nie, maar onvermydelik. Van daardie oomblik af moes hy begin slaappille drink. James en sy groep het oor die algemeen die U-235-bom ondersteun en die isolasie daarvan deur diffusie van die U-238-isotoop goedgekeur.
Die resultaat van die lewe
Binnekort het hy gegaanaan Los Alamos, die hoofkwartier van die Manhattan-projek, en het saam met Niels Bohr waardevolle raad gegee aan die ontwikkelaars van die atoombomme wat op Hiroshima en Nagasaki gegooi is. Chadwick James, wie se ontdekkings die verloop van die menslike geskiedenis dramaties verander het, is in 1945 tot ridder geslaan.
Aan die einde van die Tweede Wêreldoorlog het hy teruggekeer na sy pos in Liverpool. Chadwick het in 1958 afgetree. Nadat hy tien jaar in Noord-Wallis deurgebring het, het hy in 1969 na Cambridge teruggekeer, waar hy op 24 Julie 1974 gesterf het.
