Sir James Chadwick (foto postet i artiklen) er en engelsk fysiker, nobelprisvinder, som blev berømt efter opdagelsen af neutronen. Dette ændrede radik alt datidens fysik og gjorde det muligt for videnskabsmænd at skabe nye elementer og førte også til opdagelsen af nuklear fission og dens brug til militære og civile formål. Chadwick var en del af en gruppe britiske videnskabsmænd, der hjalp USA med at udvikle atombomben under Anden Verdenskrig.
James Chadwick: kort biografi
Chadwick blev født i Bollington, Cheshire, England den 20. oktober 1891 af John Joseph og Ann Mary Knowles. Han studerede på de lokale primære og Manchester kommunale gymnasier. Som sekstenårig modtog han et stipendium fra University of Manchester. James havde til hensigt at studere matematik, men deltog fejlagtigt i introduktionsforelæsninger i fysik og meldte sig ind i dette speciale. I starten var han betænkelig ved sin beslutning, men efter sit første år fandt han kurset mere interessant. Chadwick blev tilmeldt klassenErnest Rutherford, hvor han studerede elektricitet og magnetisme, og senere en lærer tildelte James et forskningsprojekt om det radioaktive grundstof radium.
Tidlig forskning
James Chadwick dimitterede i 1911 og fortsatte med at arbejde sammen med Rutherford om gammaabsorption og opnåede en mastergrad i 1913. Vejlederen faciliterede et forskningsstipendium, der krævede, at han arbejdede et andet sted. Han besluttede at studere i Berlin hos Hans Geiger, som var på besøg i Manchester på det tidspunkt, hvor James var ved at færdiggøre sin kandidatgrad. I denne periode etablerede Chadwick eksistensen af et kontinuerligt spektrum af betastråling, hvilket afskrækkede forskere og førte til opdagelsen af neutrinoer.
Rejs til lejren
Kort før Første Verdenskrig, da fjendtligheder blev uundgåelige, advarede Geiger Chadwick om at vende tilbage til England så hurtigt som muligt. James var forvirret over rejseselskabets råd og blev i en tysk krigsfangelejr indtil krigens afslutning. I løbet af de fem år, han var fængslet, formåede Chadwick at forhandle med vagterne og udføre elementære undersøgelser af fluorescens.
Arbejde på Cavendish Laboratory
James Chadwick, hvis biografi i fysik havde alle chancer for at ende i 1918, takket være Rutherfords indsats, vendte tilbage til videnskaben igen og bekræftede, at ladningen af kernen var lig med atomnummeret. I 1921 blev han tildelt et forskningsstipendium ved Gonville College, Cambridge.og Keyes, og året efter blev Rutherfords assistent ved Cavendish Laboratory.
Da han arbejdede hver dag, fandt han stadig tid til at udføre forskning, hvis retning generelt blev foreslået af Rutherford. Chadwick og medfangen Charles D. Ellis fortsatte derefter med at studere på Trinity College og hos Rutherford, hvor de forskede i omdannelsen af grundstoffer ved bombardement med alfapartikler (heliumkerner). Et forskerhold i Wien rapporterede resultater, der var inkonsistente med data opnået af Cavendish Laboratory, hvis rigtighed blev dygtigt forsvaret af yderligere eksperimenter af Chadwick og hans kolleger.
I 1925 giftede James sig med Eileen Stuart-Brown. Parret havde tvillingedøtre.
I midten af 1920'erne udførte James Chadwick eksperimenter for at sprede alfapartikler affyret mod mål lavet af metaller, inklusive guld og uran, og derefter helium selv, hvis kerne har samme masse som alfapartikler. Spredningen viste sig at være asymmetrisk, og Chadwick forklarede den i 1930 som et kvantefænomen.
Opdagelse af neutronen
Så langt tilbage som i 1920 foreslog Rutherford eksistensen af en elektrisk neutral partikel kaldet neutronen for at forklare eksistensen af brintisotoper. Man mente, at denne partikel bestod af en elektron og en proton, men emissionen af en sådan sammensætning blev ikke detekteret.
I 1930 fandt man ud af, at når lette kerner blev bombarderet med alfa-stråler udsendt af polonium, opstod der penetrerende stråling uden en elektrisk ladning. Det skulle være gammastråler. Men ved brug af et berylliummål viste strålerne sig at være mange gange mere gennemtrængende end ved brug af andre materialer. I 1931 foreslog Chadwick og hans kollega Webster, at neutrale stråler faktisk var bevis på neutronens eksistens.
I 1932 viste forskerparret Irene Curie og Frédéric Joliot, at strålingen fra beryllium var mere gennemtrængende end rapporteret af tidligere forskere, men de kaldte det også gammastråler. James Chadwick læste rapporten og gik straks i gang med at beregne massen af den neutrale partikel, hvilket kunne forklare de seneste resultater. Han brugte berylliumstråling til at bombardere forskellige grundstoffer og fandt ud af, at resultaterne stemte overens med virkningen af en neutral partikel med en masse næsten identisk med en protons. Dette blev en eksperimentel bekræftelse af neutronens eksistens. I 1925 modtog Chadwick Nobelprisen i fysik for denne præstation.
Fra neutron til kernereaktion
Neutronen blev hurtigt et værktøj for fysikere, som brugte den til at trænge ind i grundstoffernes atomer og transformere dem, så positivt ladede kerner frastødte den ikke. Således forberedte Chadwick vejen for sp altningen af uran-235 og skabelsen af atomvåben. I 1932 blev han for denne vigtige opdagelse tildelt Hughes-medaljen og i 1935 Nobelprisen. Så erfarede han, at Hans Falkenhagen opdagede neutronen samtidig med ham, men var bange for at offentliggøre sine resultater. Tysk videnskabsmand beskedentafviste et tilbud om at dele Nobelprisen, hvilket gjorde ham til James Chadwick.
Opdagelsen af neutronen gjorde det muligt at skabe transuran-elementer i laboratorier. Dette var drivkraften til Nobelpristageren Enrico Fermis opdagelse af kernereaktioner forårsaget af langsomme neutroner, og de tyske kemikere Otto Hahns og Strassmanns opdagelse af kernefission, som førte til skabelsen af atomvåben.
Arbejder på atombomben
I 1935 blev James Chadwick professor i fysik ved University of Liverpool. Som et resultat af Frisch-Peierls memorandum fra 1940 om det tilrådelige i at bygge en atombombe, blev han udpeget til MAUD-udvalget, som undersøgte dette spørgsmål nærmere. I 1940 besøgte han Nordamerika på Tizard-missionen for at etablere samarbejde inden for nuklear forskning. Efter at have vendt tilbage til Storbritannien besluttede han, at intet ville fungere, før krigen var forbi.
I december samme år fandt Francis Simon, der arbejdede hos MAUD, en måde at adskille uran-235 isotopen. I sin rapport skitserede han omkostningsestimatet og den tekniske specifikation for oprettelsen af en stor virksomhed til uranberigelse. Chadwick skrev senere, at først da indså han, at en atombombe ikke kun var mulig, men uundgåelig. Fra det øjeblik måtte han begynde at tage sovemedicin. James og hans gruppe støttede generelt U-235-bomben og godkendte dens isolering ved diffusion fra U-238-isotopen.
Resultatet af livet
Snart gik hantil Los Alamos, hovedkvarteret for Manhattan-projektet, og gav sammen med Niels Bohr værdifulde råd til udviklerne af atombomberne, der blev kastet over Hiroshima og Nagasaki. Chadwick James, hvis opdagelser dramatisk ændrede menneskets historie, blev slået til ridder i 1945.
I slutningen af Anden Verdenskrig vendte han tilbage til sin stilling i Liverpool. Chadwick gik på pension i 1958. Efter at have tilbragt ti år i North Wales vendte han tilbage til Cambridge i 1969, hvor han døde den 24. juli 1974.
