Сэр Джеймс Чадвик (фото мақалада жарияланған) - нейтрон ашылғаннан кейін танымал болған ағылшын физигі, Нобель сыйлығының иегері. Бұл сол кездегі физиканы түбегейлі өзгертті және ғалымдарға жаңа элементтерді жасауға мүмкіндік берді, сонымен қатар ядролық ыдырауды ашуға және оны әскери және азаматтық мақсаттарда пайдалануға әкелді. Чадвик Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде АҚШ-қа атом бомбасын жасауға көмектескен британдық ғалымдар тобының бір бөлігі болды.
Джеймс Чадвик: қысқаша өмірбаян
Чэдвик 1891 жылы 20 қазанда Боллингтонда, Чеширде, Англияда Джон Джозеф пен Энн Мэри Ноулзда дүниеге келген. Ол жергілікті бастауыш және Манчестер муниципалдық орта мектептерінде оқыды. Он алты жасында Манчестер университетінің шәкіртақысын алды. Джеймс математиканы оқуды көздеді, бірақ қателесіп физикадан кіріспе дәрістерге қатысып, осы мамандыққа оқуға түсті. Бастапқыда ол өз шешіміне күмән келтірді, бірақ бірінші курстан кейін ол курс қызықтырақ болды. Чадвик сыныпқа жазылдыЭрнест Резерфорд, онда ол электр және магнетизмді зерттеді, ал кейінірек мұғалім Джеймске радиоактивті элемент радий бойынша зерттеу жобасын тапсырды.
Ерте зерттеу
Джеймс Чадвик 1911 жылы оқуын бітіріп, 1913 жылы магистр дәрежесін алып, гамма сіңіру бойынша Рутерфордпен жұмыс істеуді жалғастырды. Жетекші басқа жерде жұмыс істеуді талап ететін ғылыми стипендияға көмектесті. Ол Берлинде Джеймс магистратураны аяқтап жатқан кезде Манчестерге келген Ганс Гейгермен бірге оқуды шешті. Осы кезеңде Чадвик бета-сәулеленудің үздіксіз спектрінің бар екенін анықтады, бұл зерттеушілердің көңілін қалдырды және нейтринолардың ашылуына әкелді.
Лагерге саяхат
Бірінші дүниежүзілік соғыстың алдында, соғыс қимылдары сөзсіз болған кезде, Гейгер Чадвикке Англияға тезірек оралуын ескертті. Джеймс туристік компанияның кеңесінен абдырап қалды және соғыстың соңына дейін неміс тұтқындарының лагерінде қалады. Түрмеде отырған бес жыл ішінде Чадвик күзетшілермен келіссөздер жүргізіп, флуоресценцияға қарапайым зерттеулер жүргізе алды.
Кавендиш зертханасында жұмыс істеу
Резерфордтың күш-жігерінің арқасында физикадағы өмірбаяны 1918 жылы аяқталуға толық мүмкіндігі болған Джеймс Чедвик ғылымға қайта оралып, ядро зарядының атом нөміріне тең екенін растады. 1921 жылы Кембридждегі Гонвилл колледжінде ғылыми стипендияға ие болды.және Кейес болды, ал келесі жылы Кавендиш зертханасында Резерфордтың көмекшісі болды.
Күнделікті жұмыс істей отырып, ол әлі де зерттеу жүргізуге уақыт тапты, оның бағытын әдетте Резерфорд ұсынған. Чадвик пен басқа тұтқын Чарльз Эллис кейін Тринити колледжінде және Резерфордпен бірге альфа бөлшектерімен (гелий ядролары) бомбалау арқылы элементтердің трансмутациясын зерттей бастады. Венадағы зерттеу тобы Кавендиш зертханасы алған деректерге сәйкес келмейтін нәтижелерді хабарлады, оның дұрыстығын Чадвик пен оның әріптестері одан әрі тәжірибелер арқылы шебер қорғады.
1925 жылы Джеймс Эйлин Стюарт-Браунға үйленді. Ерлі-зайыптылардың егіз қыздары болды.
1920 жылдардың ортасында Джеймс Чадвик металдардан, соның ішінде алтын мен ураннан жасалған нысанаға атылған альфа бөлшектерін, содан кейін ядросының массасы альфа бөлшектерімен бірдей гелийдің өзіне шашырау эксперименттерін жүргізді. Шашырау асимметриялық болып шықты және Чадвик 1930 жылы оны кванттық құбылыс деп түсіндірді.
Нейтронның ашылуы
1920 жылы Резерфорд сутегі изотоптарының бар екенін түсіндіру үшін нейтрон деп аталатын электрлік бейтарап бөлшектің болуын ұсынды. Бұл бөлшек электрон мен протоннан тұрады деп есептелді, бірақ мұндай құрамның сәулеленуі анықталмады.
1930 жылы жеңіл ядроларды полоний шығаратын альфа-сәулелерімен бомбалағанда электр заряды жоқ еніп өтетін сәулелер пайда болатыны анықталды. Бұл гамма сәулелері болуы керек еді. Алайда бериллий нысанасын пайдаланған кезде сәулелер басқа материалдарды пайдаланған кездегіден бірнеше есе көп енетін болып шықты. 1931 жылы Чадвик және оның әріптесі Вебстер бейтарап сәулелер шын мәнінде нейтронның бар екендігінің дәлелі деп есептеді.
1932 жылы зерттеуші жұп Айрен Кюри мен Фредерик Жолиот бериллийдің сәулеленуі алдыңғы зерттеушілер айтқанға қарағанда көбірек енетінін көрсетті, бірақ олар оны гамма-сәулелер деп те атады. Джеймс Чадвик баяндаманы оқып, бірден соңғы нәтижелерді түсіндіре алатын бейтарап бөлшектің массасын есептеуге кірісті. Ол бериллий сәулеленуін әртүрлі элементтерді бомбалау үшін қолданды және алынған нәтижелер массасы протонмен бірдей дерлік бейтарап бөлшектің әрекетіне сәйкес келетінін анықтады. Бұл нейтронның бар екендігінің тәжірибелік дәлелі болды. 1925 жылы Чадвик осы жетістігі үшін физика бойынша Нобель сыйлығын алды.
Нейтроннан ядролық реакцияға
Нейтрон тез арада физиктер үшін құрал болды, олар оны элементтердің атомдарына еніп, оларды түрлендіру үшін пайдаланды, сондықтан оң зарядталған ядролар оны кері қайтармады. Осылайша, Чадвик уран-235-тің ыдырауына және ядролық қаруды жасауға жол дайындады. 1932 жылы осы маңызды жаңалығы үшін ол Хьюз медалімен және 1935 жылы Нобель сыйлығымен марапатталды. Содан кейін ол Ганс Фалкенгагеннің нейтронды өзімен бір мезгілде ашқанын білді, бірақ оның нәтижелерін жариялауға қорықты. Неміс ғалымы қарапайымДжеймс Чадвик болған Нобель сыйлығын бөлісу ұсынысынан бас тартты.
Нейтронның ашылуы зертханаларда трансуран элементтерін жасауға мүмкіндік берді. Бұл Нобель сыйлығының лауреаты Энрико Фермидің баяу нейтрондар әсерінен болатын ядролық реакцияларды ашуына және неміс химиктері Отто Хан мен Штрасманның ядролық қаруды жасауға әкелген ядролық ыдырауды ашуына түрткі болды.
Атом бомбасында жұмыс істеу
1935 жылы Джеймс Чадвик Ливерпуль университетінде физика профессоры болды. 1940 жылғы Фриш-Пейерлс меморандумының ядролық бомба жасаудың орындылығы туралы меморандумының нәтижесінде ол бұл мәселені егжей-тегжейлі зерттеген MAUD комитетіне тағайындалды. 1940 жылы ол ядролық зерттеулерде ынтымақтастық орнату үшін Тизард миссиясымен Солтүстік Америкаға барды. Ұлыбританияға оралғаннан кейін ол соғыс біткенше ештеңе істемейді деп шешті.
Сол жылдың желтоқсан айында MAUD-да жұмыс істеген Фрэнсис Саймон уран-235 изотопын бөлудің жолын тапты. Ол өз баяндамасында уран байыту бойынша ірі кәсіпорын құрудың сметалық құны мен техникалық ерекшелігін атап өтті. Кейінірек Чадвик ядролық бомбаның мүмкін емес, болмай қоймайтынын сол кезде ғана түсінгенін жазды. Осы сәттен бастап ол ұйықтататын дәрі қабылдауға мәжбүр болды. Джеймс және оның тобы негізінен U-235 бомбасын қолдады және оны U-238 изотопынан диффузия арқылы оқшаулауды мақұлдады.
Өмірдің нәтижесі
Көп ұзамай ол кеттіМанхэттен жобасының штаб-пәтері Лос-Аламосқа және Нильс Бормен бірге Хиросима мен Нагасакиге тасталған атом бомбаларын жасаушыларға құнды кеңестер берді. Ашулары адамзат тарихының бағытын түбегейлі өзгерткен Чадвик Джеймс 1945 жылы рыцарь атағын алды.
Екінші дүниежүзілік соғыстың соңында ол Ливерпульдегі қызметіне қайта оралды. Чадвик 1958 жылы зейнетке шықты. Солтүстік Уэльсте он жыл өткізгеннен кейін ол 1969 жылы Кембриджге оралды, ол жерде 1974 жылы 24 шілдеде қайтыс болды.
