Джеймс Чадуик: биография, снимки, открития

Сър Джеймс Чадуик (снимка, публикувана в статията) е английски физик, лауреат на Нобелова награда, който спечели слава след откриването на неутрона. Това коренно промени физиката на онова време и позволи на учените да създадат нови елементи и също така доведе до откриването на разделянето на ядрото и неговото използване за военни и мирни цели. Чадуик беше член на група британски учени, които помогнаха на САЩ да разработят атомна бомба по време на Втората световна война.

Джеймс Чадуик: Кратка биография

Чадуик е роден в Белингтън, Чешир, Англия на 20 октомври 1891 г. в семейството на Джон Джоузеф и Ан Мери Ноулс. Учи в местните общински и Манчестърски общински средни училища. На шестнадесет години получи стипендия от университета в Манчестър. Джеймс възнамерява да изучава математика, но погрешно посещава лекции по физика и влиза в тази специалност. Отначало той се страхуваше от решението си, но след първата година на обучение той намери курса по-интересен. Чаджик беше записан в класа Ърнест Ръдърфорд, където учи електричество и магнетизъм, а по-късно инструкторът назначи Джеймс за изследователски проект за радиума на радиоактивния елемент.

Ранно проучване

Джеймс Чадуик е завършил през 1911 г. и продължава да работи с Ръдърфорд върху усвояването на гама-лъчение с магистърска степен през 1913 г. Ръководител е допринесъл за неговото предназначение на безвъзмездна финансова помощ за научни изследвания, които призоваха за работа на друго място. Той реши да учи в Берлин с Ханс Гейгър, който посети Манчестър по времето, когато Джеймс получи магистърска степен. През този период Чаджик установява съществуването на непрекъснат спектър на бета лъчение, който обезсърчава изследователите и води до откриването на неутрино.

Разрешение за лагери

Малко преди Първата световна война, когато враждебността стана неизбежна, Гейгър предупреди Чадюк да се върне в Англия възможно най-скоро. Джеймс беше объркан от съветите на туристическа компания и остана в германския затвор до края на войната. През петте години на смъртта си Чаджик успял да постигне споразумение с охраната и провеждал елементарни разследвания на флуоресценцията.

Работа в лабораторията "Кавендиш"

Джеймс Чадуик, чиято биография във физиката може да приключи през 1918 г., благодарение на усилията на Ръдърфорд отново се върна към науката и потвърди, че ядрена такса беше равно на атомното число. През 1921 г. получава стипендия за научни изследвания в Кеймбриджския колеж на Гонвил и Кийт, а през следващата година става асистент на Ръдърфорд в лабораторията "Кавендиш".

Работейки всеки ден, той все още намираше време да проведе изследвания, чиято посока обикновено е предложена от Ръдърфорд. Chadwick и половинка заключение Charles D. Ellis след това продължава обучението в Trinity College и Rutherford, разследване трансмутация елементи когато бомбардирани с алфа частици (хелиеви ядра). Изследователският екип във Виена, съобщи за резултатите, които не са в съответствие с данните, получени от лабораторията Кавендиш, точността на които е умело защитава от по-нататъшни експерименти Чадуик и колегите му.

През 1925 г. Джеймс се жени за Ейлийн Стюарт-Браун. Двойката имаше близнаци.

В средата на 1920 Джеймс Chadwick проведени експерименти за разсейване на алфа частици в целта изстрелва от метали, включително злато и уран, и след това повечето от хелий, чиято сърцевина има същата маса с частиците на алфа. Разсейването се оказва асиметрично и Чаджик обяснява това през 1930 г. като квантово явление.

Откриване на неутрони

През 1920 г. Ръдърфорд предлага съществуването на електрически неутрални частици, наречени неутрони, за да се обясни наличието на водородни изотопи. Смята се, че тази частица се състои от електрони и протони, но не е открита емисия на такъв състав.

През 1930 г. е установено, че когато леките ядра са били бомбардирани с алфа лъчи, излъчвани от полоний, проникващата радиация се появява без електрически заряд. Предполагаше се, че това са гама-лъчи. Въпреки това, когато се използва цел на берилий, лъчите се оказаха многократно по-проникващи от другите материали. През 1931 г. Чаджик и колегата му Уебстър предполагат, че неутралните лъчи всъщност свидетелстват за съществуването на неутрон.

През 1932 г. една семейна двойка от изследователи Ирен Кюри и Фредерик Жолио показа, че радиацията берилий е по-проникваща от тези, отчетени от предишни изследователи, но те също го нарича гама-лъчи. Джеймс Чадуик прочете доклада и незабавно продължи да работи върху изчисляването на масата на неутралните частици, което може да обясни най-новите резултати. Той използва берилиевата радиация, за да бомбардира различни елементи и установи, че резултатите са в съответствие с действието на неутрална частица с маса почти идентична масата на протона. Това стана експериментално потвърждение за съществуването на неутрон. През 1925 г., за това постижение, Чадуик получава Нобеловата награда за физика.

От неутрон до ядрена реакция

Неутронът бързо се превърна в инструмент на физиците, които го използват, за да проникнат в атомите на елементите и техните трансформации, така че положително заредените ядра не го отблъснаха. Така Чавджик подготви пътя за разделянето на уран-235 и създаването на ядрени оръжия. През 1932 г., за това важно откритие, той получава медал на Хюз, а през 1935 г. Нобеловата награда. След това научил, че Ханс Фалкенхаген открил неутрона едновременно с него, но се страхувал да отпечата резултатите си. Германският учен скромно отхвърли предложението за споделяне на Нобеловата награда, която му бе дадена от Джеймс Чадуик.

Откриването на неутрон даде възможност да се създадат трансранинови елементи в лабораториите. Това е довело до откриването на носител на Нобелова награда Енрико Ферми ядрени реакции, предизвикани от бавните неутрони, и откритието на германските химици Otto Hahn и Щрасман на ядрения разпад, които са довели до създаването на ядрено оръжие.

Работете върху атомната бомба

През 1935 г. Джеймс Чадуик става професор по физика в университета в Ливърпул. В резултат на меморандума на Фриш-Пейърс от 1940 г. относно осъществимостта на установяването ядрена бомба той бе назначен в комисията на МАУД, която разследваше този въпрос по-подробно. През 1940 г. той посещава Северна Америка с мисията на Tizard да установи сътрудничество в провеждането на ядрени изследвания. След завръщането си в Обединеното кралство той реши, че нищо няма да се случи, докато не свърши войната.

През декември същата година Франсис Симон, който работи в MAUD, открива, че е възможно да се отдели изотопа на уран-235. В доклада си той описва оценката на разходите и техническата спецификация за създаването на голямо предприятие за обогатяване на уран. По-късно Чаджик пише, че едва тогава разбрал това ядрена бомба беше не само възможно, но и неизбежно. От този момент той трябваше да започне да приема хапчета за сън. Джеймс и неговата група обикновено подкрепят бомбата от U-235 и одобряват изолирането й чрез разпространение от изотоп U-238.

Резултатът от живота

Скоро отиде в Лос Аламос, щаб на проекта в Манхатън, и заедно с Нилс Бор даде ценни съвети на разработчиците на атомни бомби, пуснати на Хирошима и Нагасаки. Чаджик Джеймс, чиито открития радикално променят хода на човешката история, е ковачен през 1945 г.

След Втората световна война той се завръща на поста си в Ливърпул. Чадуик подаде оставка през 1958 година. След като прекарва десет години в Северен Уелс, той се завръща в Кеймбридж през 1969 г., където почина на 24 юли 1974 г.