سر جیمز چادویک (عکس ارسال شده در مقاله) یک فیزیکدان انگلیسی، برنده جایزه نوبل است که پس از کشف نوترون به شهرت رسید. این امر به طور اساسی فیزیک آن زمان را تغییر داد و به دانشمندان اجازه ساخت عناصر جدید را داد و همچنین منجر به کشف شکافت هسته ای و استفاده از آن برای اهداف نظامی و غیرنظامی شد. چادویک بخشی از گروهی از دانشمندان بریتانیایی بود که به ایالات متحده در ساخت بمب اتمی در طول جنگ جهانی دوم کمک کردند.
James Chadwick: بیوگرافی کوتاه
چدویک در بولینگتون، چشایر، انگلستان در 20 اکتبر 1891 در خانواده جان جوزف و آن مری نولز به دنیا آمد. او در مدارس ابتدایی محلی و دبیرستان های شهرداری منچستر تحصیل کرد. در شانزده سالگی از دانشگاه منچستر بورسیه دریافت کرد. جیمز قصد داشت ریاضیات بخواند، اما به اشتباه در سخنرانی های مقدماتی فیزیک شرکت کرد و در این تخصص ثبت نام کرد. او ابتدا در مورد تصمیم خود تردید داشت، اما پس از سال اول تحصیل، این دوره را جالب تر دید. چادویک در کلاس ثبت نام شدارنست رادرفورد، جایی که الکتریسیته و مغناطیس را مطالعه کرد، و بعداً یک معلم به جیمز یک پروژه تحقیقاتی در مورد عنصر رادیواکتیو رادیوم اختصاص داد.
تحقیق اولیه
جیمز چادویک در سال 1911 فارغ التحصیل شد و به کار با رادرفورد در زمینه جذب گاما ادامه داد و در سال 1913 مدرک کارشناسی ارشد گرفت. سرپرست یک بورسیه تحقیقاتی را تسهیل کرد که او را ملزم به کار در جای دیگری می کرد. او تصمیم گرفت در برلین نزد هانس گایگر، که در زمانی که جیمز در حال اتمام دوره کارشناسی ارشد خود بود، از منچستر بازدید می کرد، تحصیل کند. در این دوره، چادویک وجود یک طیف پیوسته از تابش بتا را ایجاد کرد که باعث دلسردی محققان شد و منجر به کشف نوترینوها شد.
سفر به کمپ
کمی قبل از جنگ جهانی اول، زمانی که خصومت ها اجتناب ناپذیر شد، گیگر به چادویک هشدار داد که در اسرع وقت به انگلستان بازگردد. جیمز از توصیه های شرکت مسافرتی گیج شده بود و تا پایان جنگ در اردوگاه اسرای جنگی آلمانی ماند. چادویک در طول پنج سال حبس خود موفق به مذاکره با نگهبانان و انجام مطالعات اولیه در زمینه فلورسانس شد.
کار در آزمایشگاه کاوندیش
جیمز چادویک، که زندگی‌نامه‌اش در فیزیک در سال 1918 به لطف تلاش‌های رادرفورد تمام شانس داشت، دوباره به علم بازگشت و تأیید کرد که بار هسته برابر با عدد اتمی است. در سال 1921 به او بورسیه تحقیقاتی در کالج گونویل کمبریج اعطا شد.و کیز، و سال بعد دستیار رادرفورد در آزمایشگاه کاوندیش شد.
هر روز کار می کرد، او هنوز هم برای انجام تحقیقاتی که جهت آن عموماً توسط رادرفورد پیشنهاد شده بود، وقت پیدا می کرد. چادویک و زندانی دیگرش چارلز دی الیس سپس به تحصیل در کالج ترینیتی و رادرفورد ادامه دادند و در مورد تغییر شکل عناصر توسط بمباران با ذرات آلفا (هسته هلیوم) تحقیق کردند. یک تیم تحقیقاتی در وین نتایجی را گزارش کردند که با داده‌های به‌دست‌آمده توسط آزمایشگاه کاوندیش مطابقت نداشت، درستی آنها با آزمایش‌های بیشتر توسط چادویک و همکارانش به طرز ماهرانه‌ای دفاع شد.
در سال 1925، جیمز با آیلین استوارت-براون ازدواج کرد. این زوج دو دختر داشتند.
در اواسط دهه 1920، جیمز چادویک آزمایش‌هایی را برای پراکندگی ذرات آلفای شلیک شده روی اهداف ساخته شده از فلزات، از جمله طلا و اورانیوم، و سپس خود هلیوم، که هسته آن جرمی برابر با ذرات آلفا دارد، انجام داد. معلوم شد که پراکندگی نامتقارن است و چادویک در سال 1930 آن را به عنوان یک پدیده کوانتومی توضیح داد.
کشف نوترون
در سال 1920، رادرفورد وجود یک ذره خنثی الکتریکی به نام نوترون را برای توضیح وجود ایزوتوپ های هیدروژن پیشنهاد کرد. اعتقاد بر این بود که این ذره از یک الکترون و یک پروتون تشکیل شده است، اما انتشار چنین ترکیبی تشخیص داده نشد.
در سال 1930، مشخص شد که وقتی هسته های نور با پرتوهای آلفا ساطع شده توسط پولونیوم بمباران شدند، تشعشعات نافذ بدون بار الکتریکی به وجود آمد.قرار بود این اشعه گاما باشد. با این حال، هنگام استفاده از یک هدف بریلیوم، پرتوها چندین برابر بیشتر از زمانی که از مواد دیگر استفاده می شود، نفوذ می کنند. در سال 1931، چادویک و همکارش وبستر پیشنهاد کردند که پرتوهای خنثی در واقع شواهدی از وجود نوترون هستند.
در سال 1932، زوج محقق ایرن کوری و فردریک ژولیوت نشان دادند که تشعشعات بریلیم بیش از آنچه توسط محققان قبلی گزارش شده بود، نفوذپذیر است، اما آنها آن را پرتوهای گاما نیز نامیدند. جیمز چادویک گزارش را خواند و بلافاصله دست به کار شد تا جرم ذره خنثی را محاسبه کند که می تواند آخرین نتایج را توضیح دهد. او از تشعشعات بریلیم برای بمباران عناصر مختلف استفاده کرد و دریافت که نتایج با عمل یک ذره خنثی با جرم تقریباً یکسان با جرم یک پروتون مطابقت دارد. این به تایید تجربی وجود نوترون تبدیل شد. در سال 1925، چادویک جایزه نوبل فیزیک را برای این دستاورد دریافت کرد.
از نوترون تا واکنش هسته ای
نوترون به سرعت به ابزاری برای فیزیکدانان تبدیل شد که از آن برای نفوذ به اتم های عناصر و تبدیل آنها استفاده می کردند، بنابراین هسته های دارای بار مثبت آن را دفع نمی کردند. بنابراین چادویک راه را برای شکافت اورانیوم 235 و ایجاد سلاح های هسته ای آماده کرد. در سال 1932 برای این کشف مهم مدال هیوز و در سال 1935 جایزه نوبل به او اعطا شد. سپس متوجه شد که هانس فالکنهاگن نوترون را هم زمان با او کشف کرده است، اما از انتشار نتایج خود می ترسید. دانشمند آلمانی متواضعانهپیشنهاد اشتراک جایزه نوبل را رد کرد که باعث شد جیمز چادویک شود.
کشف نوترون امکان ایجاد عناصر فرااورانیوم در آزمایشگاه ها را فراهم کرد. این انگیزه ای بود برای کشف واکنش های هسته ای ناشی از نوترون های آهسته توسط انریکو فرمی، برنده جایزه نوبل، و کشف شکافت هسته ای توسط شیمیدانان آلمانی، اتو هان و استراسمن، که منجر به ایجاد سلاح های هسته ای شد.
کار بر روی بمب اتمی
در سال 1935، جیمز چادویک استاد فیزیک در دانشگاه لیورپول شد. در نتیجه یادداشت 1940 Frisch-Peierls در مورد توصیه ساخت بمب هسته ای، او به کمیته MAUD منصوب شد که این موضوع را با جزئیات بیشتری بررسی کرد. در سال 1940 در مأموریت Tizard برای ایجاد همکاری در تحقیقات هسته ای از آمریکای شمالی دیدن کرد. پس از بازگشت به بریتانیا، او تصمیم گرفت تا زمانی که جنگ تمام نشود، هیچ چیز کارساز نخواهد بود.
در دسامبر همان سال، فرانسیس سیمون، که در MAUD کار می کرد، راهی برای جداسازی ایزوتوپ اورانیوم-235 پیدا کرد. او در گزارش خود، برآورد هزینه و مشخصات فنی برای ایجاد یک شرکت بزرگ برای غنی سازی اورانیوم را تشریح کرد. چادویک بعداً نوشت که تنها در آن زمان متوجه شد که بمب هسته ای نه تنها ممکن است بلکه اجتناب ناپذیر است. از همان لحظه مجبور شد شروع به مصرف قرص های خواب کند. جیمز و گروهش عموماً از بمب U-235 پشتیبانی کردند و جداسازی آن را با انتشار از ایزوتوپ U-238 تأیید کردند.
نتیجه زندگی
به زودی او رفتبه لوس آلاموس، مقر پروژه منهتن، و همراه با نیلز بور، توصیه های ارزشمندی به توسعه دهندگان بمب های اتمی انداخته شده در هیروشیما و ناکازاکی کرد. چادویک جیمز، که اکتشافات او به طور چشمگیری مسیر تاریخ بشر را تغییر داد، در سال 1945 لقب شوالیه گرفت.
در پایان جنگ جهانی دوم، او به سمت خود در لیورپول بازگشت. چادویک در سال 1958 بازنشسته شد. پس از گذراندن ده سال در ولز شمالی، در سال 1969 به کمبریج بازگشت و در 24 ژوئیه 1974 درگذشت.
