Sir James Chadwick (foto publicada a l'article) és un físic anglès, premi Nobel, que es va fer famós després del descobriment del neutró. Això va canviar radicalment la física d'aquella època i va permetre als científics crear nous elements, i també va portar al descobriment de la fissió nuclear i el seu ús amb finalitats militars i civils. Chadwick va formar part d'un grup de científics britànics que van ajudar els EUA a desenvolupar la bomba atòmica durant la Segona Guerra Mundial.
James Chadwick: biografia breu
Chadwick va néixer a Bollington, Cheshire, Anglaterra el 20 d'octubre de 1891, fill de John Joseph i Ann Mary Knowles. Va estudiar a les escoles primàries locals i a les escoles secundàries municipals de Manchester. Als setze anys va rebre una beca de la Universitat de Manchester. James tenia la intenció d'estudiar matemàtiques, però per error va assistir a classes d'introducció a la física i es va matricular en aquesta especialitat. Al principi, va tenir recels sobre la seva decisió, però després del primer any, va trobar el curs més interessant. Chadwick estava inscrit a la classeErnest Rutherford, on va estudiar electricitat i magnetisme, i més tard un professor va assignar a James un projecte de recerca sobre l'element radioactiu radi.
Recerca primerenca
James Chadwick es va graduar el 1911 i va continuar treballant amb Rutherford en l'absorció de gamma, i va obtenir un màster el 1913. El supervisor va facilitar una beca de recerca que li va obligar a treballar a un altre lloc. Va decidir estudiar a Berlín amb Hans Geiger, que estava de visita a Manchester quan James estava acabant el seu màster. Durant aquest període, Chadwick va establir l'existència d'un espectre continu de radiació beta, que va desanimar els investigadors i va portar al descobriment de neutrins.
Viatge al campament
Poc abans de la Primera Guerra Mundial, quan les hostilitats es van fer inevitables, Geiger va advertir a Chadwick que tornés a Anglaterra el més aviat possible. James es va quedar desconcertat pels consells de l'empresa de viatges i es va quedar en un camp de prigioniers de guerra alemany fins al final de la guerra. Durant els cinc anys del seu empresonament, Chadwick va aconseguir negociar amb els guàrdies i realitzar estudis elementals de fluorescència.
Treballant al laboratori Cavendish
James Chadwick, la biografia del qual en física va tenir moltes possibilitats d'acabar el 1918, gràcies als esforços de Rutherford, va tornar a la ciència de nou i va confirmar que la càrrega del nucli era igual al nombre atòmic. El 1921 se li va concedir una beca de recerca al Gonville College, Cambridge.i Keyes, i l'any següent es va convertir en l'assistent de Rutherford al laboratori Cavendish.
Treballant cada dia, encara va trobar temps per dur a terme investigacions, la direcció de la qual va suggerir generalment Rutherford. Chadwick i el seu també presoner Charles D. Ellis van continuar a estudiar al Trinity College i amb Rutherford, investigant la transmutació d'elements per bombardeig amb partícules alfa (nuclis d'heli). Un equip d'investigació a Viena va informar de resultats que no eren coherents amb les dades obtingudes pel Laboratori Cavendish, la correcció de les quals va ser defensada amb habilitat per experiments posteriors de Chadwick i els seus col·legues.
El 1925, James es va casar amb Eileen Stuart-Brown. La parella tenia dues filles bessones.
A mitjans de la dècada de 1920, James Chadwick va dur a terme experiments per dispersar partícules alfa disparades contra objectius fets de metalls, inclosos or i urani, i després el mateix heli, el nucli del qual té la mateixa massa que les partícules alfa. La dispersió va resultar ser asimètrica i Chadwick la va explicar el 1930 com un fenomen quàntic.
Descobriment del neutró
Ja l'any 1920, Rutherford va proposar l'existència d'una partícula elèctricament neutra anomenada neutró per explicar l'existència d'isòtops d'hidrogen. Es creia que aquesta partícula estava formada per un electró i un protó, però no es va detectar l'emissió d'aquesta composició.
L'any 1930, es va trobar que quan els nuclis lleugers eren bombardejats amb raigs alfa emesos pel poloni, va sorgir una radiació penetrant sense càrrega elèctrica. Se suposa que eren raigs gamma. Tanmateix, quan s'utilitzava un objectiu de beril·li, els raigs van resultar ser moltes vegades més penetrants que quan s'utilitzaven altres materials. El 1931, Chadwick i el seu col·lega Webster van suggerir que els raigs neutres eren, de fet, una evidència de l'existència del neutró.
L'any 1932, la parella d'investigadors Irene Curie i Frédéric Joliot van demostrar que la radiació del beril·li era més penetrant del que van informar investigadors anteriors, però també l'anomenaven raigs gamma. James Chadwick va llegir l'informe i immediatament es va posar a treballar en el càlcul de la massa de la partícula neutra, que podria explicar els últims resultats. Va utilitzar la radiació de beril·li per bombardejar diversos elements i va trobar que els resultats eren coherents amb l'acció d'una partícula neutra amb una massa gairebé idèntica a la d'un protó. Això es va convertir en una confirmació experimental de l'existència del neutró. El 1925, Chadwick va rebre el Premi Nobel de Física per aquest èxit.
Del neutró a la reacció nuclear
El neutró es va convertir ràpidament en una eina per als físics, que el van utilitzar per penetrar els àtoms dels elements i transformar-los, de manera que els nuclis carregats positivament no el van repel·lir. Així, Chadwick va preparar el camí per a la fissió de l'urani-235 i la creació d'armes nuclears. El 1932, per aquest important descobriment, li van concedir la Medalla Hughes i el 1935 el Premi Nobel. Aleshores va saber que Hans Falkenhagen va descobrir el neutró al mateix temps que ell, però va tenir por de publicar els seus resultats. Científic alemany modestamentva rebutjar una oferta per compartir el premi Nobel, cosa que el va convertir en James Chadwick.
El descobriment del neutró va permetre crear elements transurani als laboratoris. Aquest va ser l'impuls per al descobriment del premi Nobel Enrico Fermi de reaccions nuclears causades per neutrons lents, i el descobriment dels químics alemanys Otto Hahn i Strassmann de la fissió nuclear, que va portar a la creació d'armes nuclears.
Treballant a la bomba atòmica
El 1935, James Chadwick es va convertir en professor de física a la Universitat de Liverpool. Com a resultat del memoràndum Frisch-Peierls de 1940 sobre la conveniència de construir una bomba nuclear, va ser nomenat membre del comitè MAUD, que va investigar aquest tema amb més detall. El 1940 va visitar Amèrica del Nord amb la missió Tizard per establir cooperació en investigació nuclear. Després de tornar al Regne Unit, va decidir que res funcionaria fins que acabés la guerra.
Al desembre d'aquell any, Francis Simon, que treballava a MAUD, va trobar una manera de separar l'isòtop d'urani-235. En el seu informe, va exposar l'estimació de costos i les especificacions tècniques per a la creació d'una gran empresa d'enriquiment d'urani. Chadwick va escriure més tard que només llavors es va adonar que una bomba nuclear no només era possible sinó inevitable. A partir d'aquell moment va haver de començar a prendre pastilles per dormir. James i el seu grup van donar suport generalment a la bomba U-235 i van aprovar-ne l'aïllament per difusió de l'isòtop U-238.
El resultat de la vida
Aviat se'n va anara Los Alamos, la seu del Projecte Manhattan, i, juntament amb Niels Bohr, va donar consells valuosos als desenvolupadors de les bombes atòmiques llançades sobre Hiroshima i Nagasaki. Chadwick James, els descobriments del qual van canviar dràsticament el curs de la història humana, va ser nomenat cavaller el 1945.
Al final de la Segona Guerra Mundial, va tornar al seu càrrec a Liverpool. Chadwick es va jubilar el 1958. Després de passar deu anys al nord de Gal·les, va tornar a Cambridge el 1969, on va morir el 24 de juliol de 1974.
