Sir James Chadwick (foto e postuar në artikull) është një fizikant anglez, fitues i çmimit Nobel, i cili u bë i famshëm pas zbulimit të neutronit. Kjo ndryshoi rrënjësisht fizikën e asaj kohe dhe i lejoi shkencëtarët të krijonin elementë të rinj, dhe gjithashtu çoi në zbulimin e ndarjes bërthamore dhe përdorimin e tij për qëllime ushtarake dhe civile. Chadwick ishte pjesë e një grupi shkencëtarësh britanikë që ndihmuan SHBA-në të zhvillonte bombën atomike gjatë Luftës së Dytë Botërore.
James Chadwick: biografi e shkurtër
Chadwick lindi në Bollington, Cheshire, Angli më 20 tetor 1891, nga John Joseph dhe Ann Mary Knowles. Ai studioi në shkollat e mesme fillore dhe komunale të Mançesterit. Në moshën gjashtëmbëdhjetë vjeç ai mori një bursë nga Universiteti i Mançesterit. James synonte të studionte matematikën, por gabimisht ndoqi leksionet hyrëse në fizikë dhe u regjistrua në këtë specialitet. Në fillim ai kishte dyshime për vendimin e tij, por pas vitit të parë, kursi e gjeti më interesant. Chadwick u regjistrua në klasëErnest Rutherford, ku ai studioi elektricitetin dhe magnetizmin, dhe më vonë një mësues i caktoi James një projekt kërkimor mbi radiumin e elementit radioaktiv.
Kërkim i hershëm
James Chadwick u diplomua në 1911 dhe vazhdoi të punonte me Rutherford për thithjen e gama, duke fituar një diplomë master në 1913. Mbikëqyrësi ndihmoi një shoqëri kërkimore që i kërkonte atij të punonte diku tjetër. Ai vendosi të studionte në Berlin me Hans Geiger, i cili po vizitonte Mançesterin në kohën kur James po përfundonte masterin. Gjatë kësaj periudhe, Chadwick vendosi ekzistencën e një spektri të vazhdueshëm të rrezatimit beta, i cili dekurajoi studiuesit dhe çoi në zbulimin e neutrinos.
Udhëtim për në kamp
Pak para Luftës së Parë Botërore, kur armiqësitë u bënë të pashmangshme, Geiger paralajmëroi Chadwick të kthehej në Angli sa më shpejt të ishte e mundur. James u hutua nga këshillat e kompanisë së udhëtimit dhe qëndroi në një kamp gjerman të robërve deri në fund të luftës. Gjatë pesë viteve të burgimit të tij, Chadwick arriti të negociojë me rojet dhe të kryejë studime elementare të fluoreshencës.
Puna në Laboratorin Cavendish
James Chadwick, biografia e të cilit në fizikë kishte të gjitha mundësitë për të përfunduar në vitin 1918, falë përpjekjeve të Rutherford, u kthye përsëri në shkencë dhe konfirmoi se ngarkesa e bërthamës ishte e barabartë me numrin atomik. Në vitin 1921 iu dha një bursë kërkimore në Kolegjin Gonville, Kembrixh.dhe Keyes, dhe vitin e ardhshëm u bë asistent i Radhërfordit në Laboratorin Cavendish.
Duke punuar çdo ditë, ai ende gjente kohë për të kryer kërkime, drejtimi i të cilave në përgjithësi sugjerohej nga Rutherford. Chadwick dhe shoku i tij i burgosur Charles D. Ellis vazhduan më pas të studionin në Trinity College dhe me Rutherford, duke hulumtuar mbi transformimin e elementeve nga bombardimet me grimcat alfa (bërthamat e heliumit). Një ekip kërkimor në Vjenë raportoi rezultate që nuk ishin në përputhje me të dhënat e marra nga Laboratori Cavendish, korrektësia e të cilave u mbrojt me mjeshtëri nga eksperimentet e mëtejshme nga Chadwick dhe kolegët e tij.
Në vitin 1925, James u martua me Eileen Stuart-Brown. Çifti kishte vajza binjake.
Në mesin e viteve 1920, James Chadwick kreu eksperimente për të shpërndarë grimcat alfa të gjuajtura në objektiva të bëra prej metali, duke përfshirë arin dhe uraniumin, dhe më pas vetë heliumin, bërthama e të cilit ka të njëjtën masë si grimcat alfa. Shpërndarja doli të ishte asimetrike dhe Chadwick e shpjegoi atë në 1930 si një fenomen kuantik.
Zbulimi i neutronit
Që në vitin 1920, Rutherford propozoi ekzistencën e një grimce elektrike neutrale të quajtur neutron për të shpjeguar ekzistencën e izotopeve të hidrogjenit. Besohej se kjo grimcë përbëhej nga një elektron dhe një proton, por emetimi i një përbërje të tillë nuk u zbulua.
Në vitin 1930, u zbulua se kur bërthamat e dritës u bombarduan me rreze alfa të emetuara nga polonium, u ngrit rrezatimi depërtues pa ngarkesë elektrike. Supozohej se ishte rreze gama. Sidoqoftë, kur përdorni një objektiv beriliumi, rrezet doli të ishin shumë herë më depërtuese sesa kur përdorni materiale të tjera. Në vitin 1931, Chadwick dhe kolegu i tij Webster sugjeruan se rrezet neutrale ishin në fakt dëshmi e ekzistencës së neutronit.
Në vitin 1932, çifti studiues Irene Curie dhe Frédéric Joliot treguan se rrezatimi nga beriliumi ishte më depërtues sesa raportohej nga studiuesit e mëparshëm, por ata gjithashtu e quajtën atë rreze gama. James Chadwick lexoi raportin dhe menjëherë filloi të punojë në llogaritjen e masës së grimcës neutrale, e cila mund të shpjegojë rezultatet e fundit. Ai përdori rrezatimin e beriliumit për të bombarduar elementë të ndryshëm dhe zbuloi se rezultatet ishin në përputhje me veprimin e një grimce neutrale me një masë pothuajse identike me atë të një protoni. Kjo u bë konfirmim eksperimental i ekzistencës së neutronit. Në vitin 1925, Chadwick mori çmimin Nobel në fizikë për këtë arritje.
Nga neutroni te reaksioni bërthamor
Neutroni u bë shpejt një mjet për fizikanët, të cilët e përdorën atë për të depërtuar në atomet e elementeve dhe për t'i transformuar ato, kështu që bërthamat e ngarkuara pozitivisht nuk e zmbrapsnin atë. Kështu, Chadwick përgatiti rrugën për ndarjen e uraniumit-235 dhe krijimin e armëve bërthamore. Në vitin 1932, për këtë zbulim të rëndësishëm, ai u nderua me Medaljen Hughes dhe në 1935 me Çmimin Nobel. Më pas ai mësoi se Hans Falkenhagen zbuloi neutronin në të njëjtën kohë me të, por kishte frikë të publikonte rezultatet e tij. Shkencëtar gjerman me modestirefuzoi një ofertë për të ndarë çmimin Nobel, gjë që e bëri atë James Chadwick.
Zbulimi i neutronit bëri të mundur krijimin e elementeve transuranium në laboratorë. Kjo ishte shtysa për zbulimin nga laureati i Nobelit Enrico Fermi të reaksioneve bërthamore të shkaktuara nga neutronet e ngad alta, dhe zbulimi nga kimistët gjermanë Otto Hahn dhe Strassmann të ndarjes bërthamore, që çoi në krijimin e armëve bërthamore.
Puna në bombën atomike
Në vitin 1935, James Chadwick u bë profesor i fizikës në Universitetin e Liverpool-it. Si rezultat i memorandumit të 1940 Frisch-Peierls mbi këshillueshmërinë e ndërtimit të një bombe bërthamore, ai u emërua në komitetin MAUD, i cili hetoi këtë çështje në më shumë detaje. Në vitin 1940 ai vizitoi Amerikën e Veriut në misionin Tizard për të krijuar bashkëpunim në kërkimin bërthamor. Pas kthimit në MB, ai vendosi që asgjë nuk do të funksiononte derisa të mbaronte lufta.
Në dhjetor të atij viti, Francis Simon, i cili punonte në MAUD, gjeti një mënyrë për të ndarë izotopin e uraniumit-235. Në raportin e tij, ai përvijoi vlerësimin e kostos dhe specifikimin teknik për krijimin e një ndërmarrje të madhe për pasurimin e uraniumit. Chadwick më vonë shkroi se vetëm atëherë e kuptoi se një bombë bërthamore ishte jo vetëm e mundur, por e pashmangshme. Që nga ai moment, atij iu desh të fillonte të merrte pilula gjumi. James dhe grupi i tij në përgjithësi mbështetën bombën U-235 dhe miratuan izolimin e saj me anë të difuzionit nga izotopi U-238.
Rezultati i jetës
Së shpejti ai shkoinë Los Alamos, selinë e projektit Manhattan, dhe, së bashku me Niels Bohr, dhanë këshilla të vlefshme për zhvilluesit e bombave atomike të hedhura në Hiroshima dhe Nagasaki. Chadwick James, zbulimet e të cilit ndryshuan në mënyrë dramatike rrjedhën e historisë njerëzore, u shpall kalorës në vitin 1945.
Në fund të Luftës së Dytë Botërore, ai u kthye në postin e tij në Liverpool. Chadwick doli në pension në 1958. Pasi kaloi dhjetë vjet në Uellsin e Veriut, ai u kthye në Kembrixh në 1969, ku vdiq më 24 korrik 1974.
