Sir James Chadwick (gambar disiarkan dalam artikel) ialah seorang ahli fizik Inggeris, pemenang Hadiah Nobel, yang menjadi terkenal selepas penemuan neutron. Ini secara radikal mengubah fizik pada masa itu dan membenarkan saintis mencipta elemen baru, dan juga membawa kepada penemuan pembelahan nuklear dan penggunaannya untuk tujuan ketenteraan dan awam. Chadwick adalah sebahagian daripada sekumpulan saintis British yang membantu AS membangunkan bom atom semasa Perang Dunia II.
James Chadwick: biografi ringkas
Chadwick dilahirkan di Bollington, Cheshire, England pada 20 Oktober 1891, kepada John Joseph dan Ann Mary Knowles. Dia belajar di sekolah rendah tempatan dan sekolah menengah perbandaran Manchester. Pada usia enam belas beliau menerima biasiswa dari Universiti Manchester. James berhasrat untuk belajar matematik, tetapi tersilap menghadiri kuliah pengenalan dalam fizik dan mendaftar dalam kepakaran ini. Pada mulanya, dia berasa was-was dengan keputusannya, tetapi selepas tahun pertamanya, dia mendapati kursus itu lebih menarik. Chadwick telah didaftarkan di dalam kelasErnest Rutherford, tempat dia belajar elektrik dan magnet, dan kemudian seorang guru menugaskan James projek penyelidikan tentang radium unsur radioaktif.
Penyelidikan Awal
James Chadwick menamatkan pengajian pada tahun 1911 dan terus bekerja dengan Rutherford dalam penyerapan gamma, memperoleh ijazah sarjana pada tahun 1913. Penyelia memfasilitasi persekutuan penyelidikan yang memerlukannya bekerja di tempat lain. Dia memutuskan untuk belajar di Berlin dengan Hans Geiger, yang melawat Manchester pada masa James sedang menamatkan ijazah sarjananya. Dalam tempoh ini, Chadwick mewujudkan kewujudan spektrum sinaran beta yang berterusan, yang tidak menggalakkan penyelidik dan membawa kepada penemuan neutrino.
Perjalanan ke kem
Sejurus sebelum Perang Dunia Pertama, apabila permusuhan menjadi tidak dapat dielakkan, Geiger memberi amaran kepada Chadwick untuk kembali ke England secepat mungkin. James bingung dengan nasihat syarikat pelancongan dan tinggal di kem tawanan perang Jerman sehingga tamat perang. Dalam tempoh lima tahun penjara, Chadwick berjaya berunding dengan pengawal dan menjalankan kajian asas pendarfluor.
Bekerja di Makmal Cavendish
James Chadwick, yang biografinya dalam fizik mempunyai setiap peluang untuk berakhir pada tahun 1918, berkat usaha Rutherford, kembali kepada sains semula dan mengesahkan bahawa caj nukleus adalah sama dengan nombor atom. Pada tahun 1921 beliau telah dianugerahkan persekutuan penyelidikan di Kolej Gonville, Cambridge.dan Keyes, dan pada tahun berikutnya menjadi pembantu Rutherford di Makmal Cavendish.
Bekerja setiap hari, dia masih mencari masa untuk menjalankan penyelidikan, yang arahnya biasanya dicadangkan oleh Rutherford. Chadwick dan rakan banduan Charles D. Ellis kemudian melanjutkan pelajaran di Kolej Trinity dan dengan Rutherford, menyelidik transmutasi unsur-unsur melalui pengeboman dengan zarah alfa (nukleus helium). Pasukan penyelidik di Vienna melaporkan keputusan yang tidak konsisten dengan data yang diperoleh oleh Makmal Cavendish, yang ketepatannya dipertahankan dengan mahir oleh eksperimen lanjut oleh Chadwick dan rakan-rakannya.
Pada tahun 1925, James berkahwin dengan Eileen Stuart-Brown. Pasangan itu mempunyai anak kembar.
Pada pertengahan tahun 1920-an, James Chadwick menjalankan eksperimen untuk menyerakkan zarah alfa yang ditembak ke sasaran yang diperbuat daripada logam, termasuk emas dan uranium, dan kemudian helium itu sendiri, yang nukleusnya mempunyai jisim yang sama dengan zarah alfa. Penyerakan itu ternyata tidak simetri, dan Chadwick menjelaskannya pada tahun 1930 sebagai fenomena kuantum.
Penemuan neutron
Setakat tahun 1920, Rutherford mencadangkan kewujudan zarah neutral elektrik yang dipanggil neutron untuk menerangkan kewujudan isotop hidrogen. Adalah dipercayai bahawa zarah ini terdiri daripada elektron dan proton, tetapi pelepasan komposisi sedemikian tidak dikesan.
Pada tahun 1930, didapati bahawa apabila nukleus cahaya dihujani dengan sinar alfa yang dipancarkan oleh polonium, sinaran menembusi tanpa cas elektrik timbul. Ia sepatutnya sinar gamma. Walau bagaimanapun, apabila menggunakan sasaran berilium, sinaran ternyata berkali-kali lebih menembusi daripada menggunakan bahan lain. Pada tahun 1931, Chadwick dan rakannya Webster mencadangkan bahawa sinar neutral sebenarnya adalah bukti kewujudan neutron.
Pada tahun 1932, pasangan penyelidik Irene Curie dan Frédéric Joliot menunjukkan bahawa sinaran berilium lebih menembusi daripada yang dilaporkan oleh penyelidik terdahulu, tetapi mereka juga memanggilnya sinar gamma. James Chadwick membaca laporan itu dan segera mula bekerja pada pengiraan jisim zarah neutral, yang boleh menjelaskan keputusan terkini. Dia menggunakan sinaran berilium untuk membedil pelbagai unsur dan mendapati keputusannya konsisten dengan tindakan zarah neutral dengan jisim yang hampir sama dengan proton. Ini menjadi pengesahan eksperimen tentang kewujudan neutron. Pada tahun 1925, Chadwick menerima Hadiah Nobel dalam Fizik untuk pencapaian ini.
Daripada neutron kepada tindak balas nuklear
Neutron dengan cepat menjadi alat untuk ahli fizik, yang menggunakannya untuk menembusi atom unsur dan mengubahnya, jadi nukleus bercas positif tidak menolaknya. Oleh itu, Chadwick menyediakan jalan untuk pembelahan uranium-235 dan penciptaan senjata nuklear. Pada tahun 1932, untuk penemuan penting ini, beliau telah dianugerahkan Pingat Hughes dan pada tahun 1935 Hadiah Nobel. Kemudian dia mengetahui bahawa Hans Falkenhagen menemui neutron pada masa yang sama dengannya, tetapi takut untuk menerbitkan keputusannya. saintis Jerman secara sederhanamenolak tawaran untuk berkongsi Hadiah Nobel, yang menjadikannya James Chadwick.
Penemuan neutron memungkinkan untuk mencipta unsur transuranium dalam makmal. Ini adalah dorongan untuk penemuan oleh pemenang Nobel Enrico Fermi tentang tindak balas nuklear yang disebabkan oleh neutron yang perlahan, dan penemuan oleh ahli kimia Jerman Otto Hahn dan Strassmann tentang pembelahan nuklear, yang membawa kepada penciptaan senjata nuklear.
Mengusahakan bom atom
Pada tahun 1935, James Chadwick menjadi profesor fizik di Universiti Liverpool. Hasil daripada memorandum Frisch-Peierls 1940 mengenai kesesuaian membina bom nuklear, beliau telah dilantik ke jawatankuasa MAUD, yang menyiasat isu ini dengan lebih terperinci. Pada tahun 1940 beliau melawat Amerika Utara dalam misi Tizard untuk mewujudkan kerjasama dalam penyelidikan nuklear. Selepas kembali ke UK, dia memutuskan bahawa tiada apa yang akan berjaya sehingga perang tamat.
Pada bulan Disember tahun itu, Francis Simon, yang bekerja di MAUD, menemui cara untuk memisahkan isotop uranium-235. Dalam laporannya, beliau menggariskan anggaran kos dan spesifikasi teknikal untuk penciptaan perusahaan besar untuk pengayaan uranium. Chadwick kemudian menulis bahawa barulah dia menyedari bahawa bom nuklear bukan sahaja mungkin tetapi tidak dapat dielakkan. Sejak saat itu, dia terpaksa mula mengambil pil tidur. James dan kumpulannya secara amnya menyokong bom U-235 dan meluluskan pengasingannya melalui resapan daripada isotop U-238.
Hasil kehidupan
Tidak lama kemudian dia pergike Los Alamos, ibu pejabat Projek Manhattan, dan, bersama Niels Bohr, memberikan nasihat berharga kepada pemaju bom atom yang dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki. Chadwick James, yang penemuannya secara dramatik mengubah perjalanan sejarah manusia, dinobatkan sebagai kesatria pada tahun 1945.
Pada akhir Perang Dunia II, dia kembali ke jawatannya di Liverpool. Chadwick bersara pada tahun 1958. Selepas menghabiskan sepuluh tahun di Wales Utara, dia kembali ke Cambridge pada 1969, di mana dia meninggal dunia pada 24 Julai 1974.
