James Chadwick: βιογραφία, φωτογραφίες, ανακαλύψεις

Sir James Chadwick (φωτογραφία δημοσιεύτηκε στο άρθρο) -Άγγλος φυσικός και νομπελίστας, ο οποίος κέρδισε τη φήμη μετά την ανακάλυψη του νετρονίου. Έχει αλλάξει ριζικά τη φυσική της εποχής και επέτρεψε στους επιστήμονες να δημιουργήσουν νέα στοιχεία, αλλά και οδήγησε στην ανακάλυψη της πυρηνικής σχάσης και η χρήση του για στρατιωτικούς και ειρηνικούς σκοπούς. Chadwick ήταν ανάμεσα σε μια ομάδα Βρετανών επιστημόνων, οι οποίοι κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου οι ΗΠΑ βοήθησαν την ανάπτυξη της ατομικής βόμβας.

James Chadwick: Μια σύντομη βιογραφία

Ο Chadwick γεννήθηκε στο Bellington, Cheshire, ΑγγλίαΟκτώβριος 1891, στην οικογένεια John Joseph και Ann Mary Knowles. Σπούδασε στα δημοτικά σχολεία και στα δημοτικά δευτεροβάθμια σχολεία του Manchester. Στα δεκαέξι έλαβε υποτροφία από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ. James ήθελε να μελετήσει τα μαθηματικά, αλλά κατά λάθος παρακολούθησαν εισαγωγικές διαλέξεις σχετικά με τη φυσική και συμμετείχαν σε αυτή την ειδικότητα. Αρχικά, είχε φόβους για την απόφασή του, αλλά μετά το πρώτο έτος εκπαίδευσης, βρήκε την πορεία πιο ενδιαφέρουσα. Chadwick γράφτηκε στην κατηγορία Ernest Rutherford, όπου σπούδασε ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού, και αργότερα διορίστηκε καθηγητής James ερευνητικό πρόγραμμα για τη ραδιενεργό ράδιο στοιχείο.

Πρόωρη έρευνα

Ο Τζέιμς Τσάντουιτς αποφοίτησε από το πανεπιστήμιο το 1911 καιΣυνέχισε να εργάζεται με Rutherford πάνω από την απορρόφηση της ακτινοβολίας γάμμα με μεταπτυχιακό τίτλο το 1913. Επιβλέπων συνέβαλαν με το σκοπό του επιχορηγήσεων έρευνας, η οποία ζητούσε την εργασία αλλού. Αποφάσισε να σπουδάσει στο Βερολίνο με τον Hans Geiger, ο οποίος επισκέφθηκε Μάντσεστερ σε μια εποχή που ο James έλαβε μεταπτυχιακό τίτλο. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, Chadwick διαπίστωσε την ύπαρξη μιας συνεχούς φάσματος των βήτα ακτινοβολίας που αποθαρρύνουν τους ερευνητές και τους οδήγησε στην ανακάλυψη του νετρίνου.

Άδεια κατασκήνωσης

Λίγο πριν από τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο, όταν ο στρατόςοι πράξεις έγιναν αναπόφευκτες, ο Geiger προειδοποίησε τον Chadwick να επιστρέψει στην Αγγλία το συντομότερο δυνατό. Ο Τζέιμς ήταν μπερδεμένος από τις συμβουλές μιας ταξιδιωτικής εταιρείας και παρέμεινε στο γερμανικό στρατόπεδο φυλακών μέχρι το τέλος του πολέμου. Κατά τη διάρκεια των πέντε ετών της φυλάκισής του, ο Τσάτγουικ πέτυχε να καταλήξει σε συμφωνία με τους φρουρούς και να διεξάγει στοιχειώδεις έρευνες φθορισμού.

Εργασία στο εργαστήριο Cavendish

James Chadwick, του οποίου η βιογραφία στη φυσική είχεόλες οι πιθανότητες να λήξουν το 1918, χάρη στις προσπάθειες του Ράδερφορντ, επέστρεψαν ξανά στην επιστήμη και επιβεβαίωσαν ότι το πυρηνικό φορτίο ήταν ίσο με τον ατομικό αριθμό. Το 1921, του απονεμήθηκε μια υποτροφία έρευνας στο Cambridge College του Gonville και του Keith και το επόμενο έτος έγινε βοηθός του Rutherford στο εργαστήριο Cavendish.

Εργάζοντας κάθε μέρα, βρήκε ακόμα χρόνο γιαέρευνα, η κατεύθυνση της οποίας προτάθηκε γενικά από τον Rutherford. Chadwick και συμπέρασμα συντρόφου Charles D. Ellis συνέχεια συνέχισε μελέτες σε Trinity College και Rutherford, διερεύνηση στοιχεία μεταστοιχείωση όταν βομβαρδίζονται με σωματίδια άλφα (πυρήνες ηλίου). Η ερευνητική ομάδα στη Βιέννη, με θέμα τα αποτελέσματα που δεν συνάδουν με τα δεδομένα που λαμβάνονται από το εργαστήριο Cavendish, η ακρίβεια των οποίων έχει επιδέξια υπερασπίστηκε με περαιτέρω πειράματα Chadwick και οι συνεργάτες του.

Το 1925, ο Τζέιμς παντρεύτηκε τον Eileen Stewart-Brown. Το ζευγάρι είχε δίδυμες κόρες.

Στα μέσα της δεκαετίας του 1920, ο Τζέιμς Τσάντγουικ διεξήγαγεΠειράματα με τη διασπορά των σωματιδίων άλφα στο στόχο σουτάρει από μέταλλα, συμπεριλαμβανομένου του χρυσού και του ουρανίου, και στη συνέχεια το μεγαλύτερο μέρος του ηλίου του οποίου ο πυρήνας έχει την ίδια μάζα με τα σωματίδια άλφα. Η διάσπαση αποδείχθηκε ασύμμετρη και ο Τσάντγουκ το εξήγησε το 1930 ως ένα κβαντικό φαινόμενο.

Ανακάλυψη νετρονίων

Το 1920 Ο Ράχερφορντ πρότεινε την ύπαρξη ενός ηλεκτρικά ουδέτερου σωματιδίου, που ονομάζεται νετρόνιο, για να εξηγήσει την ύπαρξη ισοτόπων υδρογόνου. Πιστεύεται ότι αυτό το σωματίδιο συνίστατο από ένα ηλεκτρόνιο και ένα πρωτόνιο, αλλά δεν ανιχνεύθηκε καμία εκπομπή τέτοιας σύνθεσης.

Το 1930, διαπιστώθηκε ότι ότανβομβαρδισμός ακτίνες άλφα φωτός πυρήνες που εκπέμπεται πολώνιο ανακύπτουν διεισδυτική ακτινοβολία χωρίς ηλεκτρικού φορτίου. Υποτίθεται ότι πρόκειται για ακτίνες γάμμα. Ωστόσο, κατά τη χρήση μιας βηρύλλιο ακτίνες στόχος ήταν πολλές φορές περισσότερο διεισδυτική από τη χρήση άλλων υλικών. Το 1931, Chadwick και ο συνάδελφός του Webster πρότεινε ότι οι ουδέτερες ακτίνες στην πραγματικότητα μαρτυρούν την ύπαρξη του νετρονίου.

Το 1932, ένα παντρεμένο ζευγάρι των ερευνητών ΕιρήνηΟι Curie και Frederic Joliot έδειξαν ότι η ακτινοβολία του βηρυλλίου ήταν περισσότερο διεισδυτική από ό, τι αναφέρθηκε από τους προηγούμενους ερευνητές, αλλά την αποκαλούσαν επίσης ακτίνες γάμμα. Ο James Chadwick διαβάσει την αναφορά και αμέσως προχώρησε στον υπολογισμό της μάζας του ουδέτερου σωματιδίου, που θα μπορούσε να εξηγήσει τα τελευταία αποτελέσματα. Χρησιμοποίησε ακτινοβολία βηρυλλίου για να βομβαρδίσει διάφορα στοιχεία και διαπίστωσε ότι τα αποτελέσματα είναι συνεπή με τη δράση ενός ουδέτερου σωματιδίου με μάζα σχεδόν ταυτόσημη με τη μάζα πρωτονίων. Αυτό έγινε μια πειραματική επιβεβαίωση της ύπαρξης ενός νετρονίου. Το 1925, για αυτό το επίτευγμα, ο Chadwick έλαβε το βραβείο Νόμπελ στη Φυσική.

Από ένα νετρόνιο σε μια πυρηνική αντίδραση

Το νετρόνιο έγινε γρήγορα ένα όργανο φυσικών,το χρησιμοποίησαν για να διεισδύσουν σε άτομα στοιχεία και τους μετασχηματισμούς τους, έτσι οι θετικά φορτισμένοι πυρήνες δεν το απήχυσαν. Έτσι, ο Chadwick προετοίμασε το δρόμο για τη διαίρεση του ουρανίου-235 και τη δημιουργία πυρηνικών όπλων. Το 1932, για αυτή τη σημαντική ανακάλυψη, του απονεμήθηκε το μετάλλιο Hughes και το 1935 το βραβείο Νόμπελ. Στη συνέχεια έμαθε ότι ο Hans Falkenhagen είχε ανακαλύψει το νετρόνιο ταυτόχρονα με αυτόν, αλλά φοβόταν να τυπώνει τα αποτελέσματά του. Ο γερμανός επιστήμονας αρνήθηκε μεν σιωπηρά την προσφορά να μοιραστεί το βραβείο Νόμπελ, το οποίο του έδωσε ο James Chadwick.

Η ανακάλυψη ενός νετρονίου επιτρέπεταιυπερουρανίων στοιχείων στο εργαστήριο. Αυτό οδήγησε στην ανακάλυψη του βραβείου Νόμπελ Enrico Fermi πυρηνικές αντιδράσεις που προκαλούνται από αργά νετρόνια, και την ανακάλυψη των γερμανικών χημικοί Ότο Χαν και Strassmann της πυρηνικής σχάσης, η οποία είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία πυρηνικών όπλων.

Εργασία για την ατομική βόμβα

Το 1935 Ο James Chadwick έγινε καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του μνημονίου Frisch-Peierls το 1940 η σκοπιμότητα της δημιουργίας μιας πυρηνικής βόμβας, διορίστηκε στην επιτροπή MAUD να εξετάσει το θέμα με περισσότερες λεπτομέρειες. Το 1940 επισκέφθηκε τη Βόρεια Αμερική με την αποστολή του Tizard να καθιερώσει συνεργασία στη διεξαγωγή της πυρηνικής έρευνας. Μετά την επιστροφή του στο Ηνωμένο Βασίλειο, αποφάσισε ότι τίποτα δεν θα συμβεί μέχρι να τελειώσει ο πόλεμος.

Τον Δεκέμβριο του ίδιου έτους, ο Francis Simon, ο οποίοςεργάστηκε στη MAUD, διαπίστωσε ότι είναι δυνατόν να διαχωριστεί το ισότοπο ουρανίου-235. Στην έκθεσή του, περιέγραψε την εκτίμηση κόστους και τις τεχνικές προδιαγραφές για τη δημιουργία μιας μεγάλης επιχείρησης για τον εμπλουτισμό του ουρανίου. Αργότερα ο Chadwick έγραψε ότι μόνο τότε συνειδητοποίησε ότι η πυρηνική βόμβα ήταν όχι μόνο δυνατή αλλά και αναπόφευκτη. Από εκείνη τη στιγμή έπρεπε να αρχίσει να παίρνει χάπια ύπνου. Ο James και η ομάδα του υποστήριζαν γενικά τη βόμβα από το U-235 και ενέκριναν την απομόνωσή του με διάχυση από το ισότοπο U-238.

Το αποτέλεσμα της ζωής

Σύντομα πήγε στο Los Alamos, στοτης έδρας του έργου του Μανχάταν και μαζί με τον Niels Bohr έδωσαν πολύτιμες συμβουλές στους κατασκευαστές ατομικών βόμβων που έπεσαν στη Χιροσίμα και στο Ναγκασάκι. Ο Τσάντγουικ Τζέιμς, των οποίων οι ανακαλύψεις άλλαξαν ριζικά την πορεία της ανθρώπινης ιστορίας, τιμάται το 1945.

Μετά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, επέστρεψε στο δικό τουμια θέση στο Λίβερπουλ. Ο Τσάντγουικ παραιτήθηκε το 1958. Αφού πέρασε δέκα χρόνια στη Βόρεια Ουαλία, επέστρεψε στο Cambridge το 1969, όπου πέθανε στις 24 Ιουλίου 1974.