Сър Джеймс Чадуик (снимка, публикувана в статията) е английски физик, носител на Нобелова награда, станал известен след откриването на неутрона. Това радикално промени физиката от онова време и позволи на учените да създават нови елементи, а също така доведе до откриването на ядрено делене и използването му за военни и граждански цели. Чадуик беше част от група британски учени, които помогнаха на САЩ да разработят атомната бомба по време на Втората световна война.
Джеймс Чадуик: кратка биография
Чадуик е роден в Болингтън, Чешир, Англия на 20 октомври 1891 г., в семейството на Джон Джоузеф и Ан Мери Ноулс. Учи в местните начални и общински гимназии в Манчестър. На шестнадесет той получава стипендия от университета в Манчестър. Джеймс възнамеряваше да учи математика, но по погрешка посещава уводните лекции по физика и се записва в тази специалност. Първоначално имаше опасения относно решението си, но след първата си година намери курса за по-интересен. Чадуик беше записан в класаЪрнест Ръдърфорд, където изучава електричество и магнетизъм, а по-късно учител възлага на Джеймс изследователски проект за радиоактивния елемент радий.
Ранни изследвания
Джеймс Чадуик завършва през 1911 г. и продължава да работи с Ръдърфорд върху гама абсорбцията, като печели магистърска степен през 1913 г. Ръководителят подпомага изследователска стипендия, която изисква от него да работи другаде. Той решава да учи в Берлин при Ханс Гайгер, който е на посещение в Манчестър по времето, когато Джеймс завършва магистърската си степен. През този период Чадуик установява съществуването на непрекъснат спектър от бета лъчение, което обезкуражава изследователите и води до откриването на неутрино.
Пътуване до лагера
Малко преди Първата световна война, когато военните действия станаха неизбежни, Гайгер предупреди Чадуик да се върне в Англия възможно най-скоро. Джеймс е озадачен от съветите на туристическата компания и остава в германски военнопленнически лагер до края на войната. През петте години на затвора Чадуик успява да преговаря с охраната и да провежда елементарни изследвания на флуоресценцията.
Работа в лабораторията Кавендиш
Джеймс Чадуик, чиято биография във физиката имаше всички шансове да приключи през 1918 г., благодарение на усилията на Ръдърфорд, отново се върна в науката и потвърди, че зарядът на ядрото е равен на атомния номер. През 1921 г. той получава изследователска стипендия в Gonville College, Кеймбридж.и Кийс, а на следващата година става асистент на Ръдърфорд в Кавендишката лаборатория.
Работейки всеки ден, той все още намираше време да провежда изследвания, чиято посока обикновено беше предложена от Ръдърфорд. След това Чадуик и негов съзатворник Чарлз Д. Елис продължават да учат в Тринити Колидж и при Ръдърфорд, изследвайки трансмутацията на елементи чрез бомбардиране с алфа частици (хелиеви ядра). Изследователски екип във Виена докладва резултати, които са несъвместими с данните, получени от лабораторията Кавендиш, чиято верност беше умело защитена чрез допълнителни експерименти от Чадуик и неговите колеги.
През 1925 г. Джеймс се жени за Айлин Стюарт-Браун. Двойката имаше дъщери близначки.
В средата на 20-те години на миналия век Джеймс Чадуик провежда експерименти за разпръскване на алфа-частици, изстреляни по цели, направени от метали, включително злато и уран, а след това и самия хелий, чието ядро има същата маса като алфа-частиците. Разсейването се оказва асиметрично и Чадуик го обяснява през 1930 г. като квантов феномен.
Откриване на неутрона
Още през далечната 1920 г. Ръдърфорд предложи съществуването на електрически неутрална частица, наречена неутрон, за да обясни съществуването на водородни изотопи. Смятало се, че тази частица се състои от електрон и протон, но излъчването на такъв състав не е открито.
През 1930 г. беше установено, че когато светлинните ядра са бомбардирани с алфа лъчи, излъчвани от полоний, се появява проникваща радиация без електрически заряд. Трябваше да са гама лъчи. Въпреки това, при използване на берилиева мишена, лъчите се оказаха многократно по-проникващи, отколкото при използване на други материали. През 1931 г. Чадуик и неговият колега Уебстър предполагат, че неутралните лъчи всъщност са доказателство за съществуването на неутрона.
През 1932 г. двойката изследователи Ирен Кюри и Фредерик Жолио показа, че радиацията от берилия е по-проникваща, отколкото съобщават предишни изследователи, но те също го наричат гама лъчи. Джеймс Чадуик прочете доклада и веднага се зае да изчисли масата на неутралната частица, което би могло да обясни последните резултати. Той използва берилиева радиация за бомбардиране на различни елементи и открива, че резултатите са в съответствие с действието на неутрална частица с маса, почти идентична с тази на протон. Това стана експериментално потвърждение за съществуването на неутрона. През 1925 г. Чадуик получава Нобелова награда по физика за това постижение.
От неутрон към ядрена реакция
Неутронът бързо се превърна в инструмент за физиците, които го използваха, за да проникнат в атомите на елементите и да ги трансформират, така че положително заредените ядра не го отблъскват. Така Чадуик подготви пътя за деленето на уран-235 и създаването на ядрени оръжия. През 1932 г. за това важно откритие той е удостоен с медала Хюз, а през 1935 г. с Нобеловата награда. Тогава той научава, че Ханс Фалкенхаген открива неутрона едновременно с него, но се страхува да публикува резултатите си. Немски учен скромноотказва предложение да сподели Нобеловата награда, което го прави Джеймс Чадуик.
Откриването на неутрона направи възможно създаването на трансуранови елементи в лаборатории. Това беше тласъкът за откриването от нобеловия лауреат Енрико Ферми на ядрените реакции, причинени от бавни неутрони, и откритието от германските химици Ото Хан и Щрасман на ядреното делене, което доведе до създаването на ядрени оръжия.
Работа върху атомната бомба
През 1935 г. Джеймс Чадуик става професор по физика в университета в Ливърпул. В резултат на меморандума на Фриш-Пайерлс от 1940 г. относно целесъобразността от изграждане на ядрена бомба той е назначен в комитета на MAUD, който изследва този въпрос по-подробно. През 1940 г. той посещава Северна Америка по време на мисията Тизард, за да установи сътрудничество в ядрените изследвания. След като се завърна в Обединеното кралство, той реши, че нищо няма да работи, докато войната не свърши.
През декември същата година Франсис Саймън, който работи в MAUD, намери начин да отдели изотопа уран-235. В доклада си той очерта разхода и техническата спецификация за създаване на голямо предприятие за обогатяване на уран. По-късно Чадуик пише, че едва тогава осъзнава, че ядрена бомба е не само възможна, но и неизбежна. От този момент нататък той трябваше да започне да приема хапчета за сън. Джеймс и неговата група като цяло подкрепяха бомбата U-235 и одобряваха нейното изолиране чрез дифузия от изотопа U-238.
Резултатът от живота
Скоро той си отидедо Лос Аламос, щабквартирата на проекта Манхатън, и заедно с Нилс Бор даде ценни съвети на разработчиците на атомните бомби, хвърлени над Хирошима и Нагасаки. Чадуик Джеймс, чиито открития драстично променят хода на човешката история, е посветен в рицар през 1945 г.
В края на Втората световна война той се завръща на поста си в Ливърпул. Чадуик се пенсионира през 1958 г. След като прекарва десет години в Северен Уелс, той се завръща в Кеймбридж през 1969 г., където умира на 24 юли 1974 г.
