James Chadwick — neutronin löytäjä ja Nobel-palkittu fyysikko
Sir James Chadwick — neutronin löytäjä ja Nobelpalkittu fyysikko. Tutustu elämään, tieteellisiin läpimurtoihin ja vaikutukseen ydinfysiikassa.
Sir James Chadwick CH FRS (20. lokakuuta 1891 - 24. heinäkuuta 1974) oli englantilainen fyysikko ja Nobel-palkinnon voittaja, joka tunnetaan parhaiten neutronin löytämisestä.
Varhaiselämä ja koulutus
James Chadwick syntyi vuonna 1891 Bollingtonissa, Cheshiressa. Hän opiskeli fysiikkaa ja kemiaa ensin paikallisissa kouluissa ja jatkoi opinnoissaan yliopistotasolla. Nuorena tutkijana hän työskenteli Manchesterin yliopistossa ja myöhemmin Euroopassa, minkä jälkeen hän kiinnittyi Rutherfordin johtamaan Cavendish-laboratorioon Cambridgeen. Näissä ympäristöissä hän syvensi osaamistaan atomifysiikasta ja kokeellisesta menetelmästä.
Neutronin löytäminen (1932)
Chadwickin merkittävin saavutus tapahtui vuonna 1932, kun hän osoitti neutronin olevan olemassa. Hän havaitsi, että berylliumin alfahiukkasten pommituksesta syntyi sähköisesti neutraalia säteilyä, joka kykeni irrottamaan protoneja parafiinista ja muista aineista. Mittaamalla irrotettujen protonien kineettistä energiaa Chadwick pystyi päättelemään, että säteilyn kantaja oli massaltaan lähellä protonia mutta ilman sähkövarausta — uusi hiukkanen, neutroni. Löydös selitti monia aiempia anomalioita atomiytimissä ja avasi tien ydinreaktioiden ja fissio-ilmiöiden ymmärtämiselle.
Nobel-palkinto ja myöhempi ura
James Chadwick sai fysikaalisen Nobel-palkinnon vuonna 1935 "neutronin löytämisestä". Tunnustuksen jälkeen hän jatkoi johtavissa asemissa fysiikan tutkimuksessa. Toisen maailmansodan aikana Chadwickilla oli keskeinen rooli Britannian ydinenergian tutkimuksessa ja hän osallistui yhteistyöhön Yhdysvaltojen kanssa sotavuosien ydinprojektien puitteissa. Hänen työnsä vaikutti merkittävästi sekä teoreettisen että sovelletun ydinfysiikan kehitykseen.
Vaikutus ja perintö
Neutronin löytyminen muutti käsityksemme atomiytimen rakenteesta: se selitti isotopit ja mahdollisti ydinreaktioiden, mukaan lukien ketjureaktiot ja ydinenergian, tutkimisen ja hyödyntämisen. Chadwickin kokeellinen lähestymistapa ja tarkat mittaukset ovat esimerkkejä tieteellisestä huolellisuudesta ja edistäneet modernin ydinfysiikan syntyä. Hänet muistetaan yhtenä 1900-luvun merkittävimmistä kokeellisista fyysikoista.
Henkilökohtaisia ja kunniamerkkejä
Chadwickille myönnettiin useita kunnianosoituksia uransa aikana; hän oli muun muassa hovin myöntämän arvonimen kantaja (Sir) ja hänellä oli tieteellisiä arvonimiä ja jäsenyyksiä. Hän kuoli vuonna 1974, mutta hänen työnsä vaikutus näkyy edelleen niin perustutkimuksessa kuin käytännön ydintekniikassa.
Elämäkerta
James Chadwick syntyi Bollingtonissa, Cheshiressä, Englannissa. Hän kävi Manchesterin lukiota ja opiskeli Manchesterin ja Cambridgen yliopistoissa. Vuonna 1913 Chadwick lähti Berliiniin Saksaan työskentelemään tiedemies Hans Geigerin kanssa. Hän työskenteli myös Ernest Rutherfordin kanssa. Hän oli edelleen Saksassa, kun ensimmäinen maailmansota syttyi, ja hänet internoitiin Ruhlebenin sotavankileirille Berliinin ulkopuolelle. Leirillä, jossa oli yli 5 000 vankia (sotavankia), oli ollut hevoskilpailurata. Siellä oli talleja, joissa jokaisessa oli 27 hevosboksia. Vangit asuivat näissä laatikoissa. Vangit saivat tehdä asioita, joilla he saivat pitää itsensä kiireisinä. Chadwick työskenteli nuoren tiedemiehen, Charles Ellisin, kanssa. Yhdessä he perustivat tallille laboratorion, jossa he työskentelivät fosforin ionisaation sekä hiilimonoksidin ja kloorin fotokemiallisen reaktion parissa.
Ura
Tutkimus Cambridgessa
Sodan jälkeen Chadwick palasi Cambridgeen, jossa hän työskenteli Ernest Rutherfordin kanssa ja tutki radioaktiivisten materiaalien gammasäteilyn emissiota. He tutkivat myös alkuaineiden transmutaatiota pommittamalla niitä alfahiukkasilla ja tutkivat atomiytimen luonnetta.
Vuonna 1932 Chadwick teki erittäin tärkeän löydön: hän löysi atomin ytimessä olevan hiukkasen, joka tunnettiin nimellä neutroni, koska sillä ei ole sähkövarausta. Toisin kuin heliumin ytimet (alfahiukkaset), jotka ovat positiivisesti varautuneita ja joita raskaiden atomien ytimissä olevat voimakkaat sähköiset voimat siksi hylkivät, tämän uuden atomin hajoamisvälineen ei tarvitse ylittää mitään sähköistä estettä, ja se pystyy tunkeutumaan raskaimpienkin alkuaineiden ytimiin ja halkaisemaan ne. Näin Chadwick valmisteli uraani 235:n halkeamista ja atomipommin luomista. Tästä tärkeästä löydöstä hänelle myönnettiin Royal Societyn Hughes-mitali vuonna 1932 ja myöhemmin Nobelin fysiikan palkinto vuonna 1935. Hän sai myös lempinimen "Jimmy Neutron" neutronin löytämisen vuoksi.
Liverpool
Chadwickista tuli fysiikan professori Liverpoolin yliopistoon vuonna 1935. Hän työskenteli atomipommin mahdollisuuksien parissa. Myöhemmin hän tajusi, että ydinpommi todella aiottiin tehdä. Hänestä oli hyvin pelottavaa, että tiede, jonka parissa hän oli työskennellyt, saattoi johtaa näin kauheaan aseeseen. Hän alkoi ottaa unilääkkeitä.
Hän liittyi Yhdysvaltojen Manhattan-projektiin, jossa kehitettiin Hiroshimaan ja Nagasakiin pudotetut atomipommit. Chadwick lyötiin ritariksi vuonna 1945.
Paluu Cambridgeen
Sodan jälkeen Chadwick siirtyi Cambridgen yliopistoon Gonville and Caius Collegen opettajaksi.
Hän kuoli Cambridgessa 24. heinäkuuta 1974.
Etsiä