Sir James Chadwick (picha iliyowekwa kwenye makala) ni mwanafizikia wa Kiingereza, mshindi wa Tuzo ya Nobel, ambaye alipata umaarufu baada ya kugunduliwa kwa nyutroni. Hii ilibadilisha sana fizikia ya wakati huo na kuruhusu wanasayansi kuunda mambo mapya, na pia ilisababisha ugunduzi wa fission ya nyuklia na matumizi yake kwa madhumuni ya kijeshi na ya kiraia. Chadwick alikuwa sehemu ya kikundi cha wanasayansi wa Uingereza waliosaidia Marekani kutengeneza bomu la atomiki wakati wa Vita vya Pili vya Dunia.
James Chadwick: wasifu mfupi
Chadwick alizaliwa Bollington, Cheshire, Uingereza mnamo Oktoba 20, 1891, na John Joseph na Ann Mary Knowles. Alisoma katika shule za msingi za mitaa na shule za upili za manispaa ya Manchester. Akiwa na miaka kumi na sita alipata ufadhili wa masomo kutoka Chuo Kikuu cha Manchester. James alinuia kusoma hisabati, lakini alihudhuria kimakosa mihadhara ya utangulizi katika fizikia na kujiandikisha katika taaluma hii. Mwanzoni, alikuwa na mashaka juu ya uamuzi wake, lakini baada ya mwaka wake wa kwanza, alipata kozi hiyo ya kupendeza zaidi. Chadwick aliandikishwa darasaniErnest Rutherford, ambapo alisomea masuala ya umeme na sumaku, na baadaye mwalimu alimkabidhi James mradi wa utafiti kuhusu kipengele cha mionzi cha radi.
Utafiti wa Mapema
James Chadwick alihitimu mwaka wa 1911 na akaendelea kufanya kazi na Rutherford kuhusu unyonyaji wa gamma, na kupata shahada ya uzamili mwaka wa 1913. Msimamizi aliwezesha ushirika wa utafiti ambao ulimtaka kufanya kazi kwingine. Aliamua kusoma huko Berlin na Hans Geiger, ambaye alikuwa akitembelea Manchester wakati huo James alikuwa akimaliza digrii yake ya uzamili. Katika kipindi hiki, Chadwick alianzisha uwepo wa wigo unaoendelea wa mionzi ya beta, ambayo ilivunja moyo watafiti na kusababisha ugunduzi wa neutrinos.
Safiri hadi kambini
Muda mfupi kabla ya Vita vya Kwanza vya Ulimwengu, wakati uhasama ulipozidi kuepukika, Geiger alimuonya Chadwick kurejea Uingereza haraka iwezekanavyo. James alishangazwa na ushauri wa kampuni ya usafiri na alikaa katika kambi ya POW ya Ujerumani hadi mwisho wa vita. Katika kipindi cha miaka mitano ya kifungo chake, Chadwick alifanikiwa kufanya mazungumzo na walinzi na kufanya masomo ya msingi ya fluorescence.
Anafanya kazi katika Maabara ya Cavendish
James Chadwick, ambaye wasifu wake katika fizikia ulikuwa na kila nafasi ya kuisha mwaka wa 1918, kutokana na juhudi za Rutherford, alirejea kwenye sayansi tena na kuthibitisha kuwa malipo ya nucleus yalikuwa sawa na nambari ya atomiki. Mnamo 1921 alitunukiwa ushirika wa utafiti katika Chuo cha Gonville, Cambridge.na Keyes, na mwaka uliofuata akawa msaidizi wa Rutherford katika Maabara ya Cavendish.
Akifanya kazi kila siku, bado alipata wakati wa kufanya utafiti, mwelekeo ambao kwa ujumla ulipendekezwa na Rutherford. Chadwick na mfungwa mwenzake Charles D. Ellis kisha waliendelea na masomo katika Chuo cha Utatu na pamoja na Rutherford, wakitafiti ubadilishanaji wa elementi kwa kulipuliwa kwa chembe za alpha (helium nuclei). Timu ya watafiti huko Vienna iliripoti matokeo ambayo hayakuendana na data iliyopatikana na Maabara ya Cavendish, ambayo usahihi wake ulitetewa kwa ustadi na majaribio zaidi na Chadwick na wenzake.
Mnamo 1925, James alimuoa Eileen Stuart-Brown. Wanandoa hao walikuwa na binti mapacha.
Katikati ya miaka ya 1920, James Chadwick alifanya majaribio ya kutawanya chembe za alpha zinazorushwa kwenye shabaha zilizotengenezwa kwa metali, ikiwa ni pamoja na dhahabu na urani, na kisha heliamu yenyewe, kiini chake ambacho kina uzito sawa na chembe za alpha. Mtawanyiko uligeuka kuwa wa ulinganifu, na Chadwick alielezea mnamo 1930 kama jambo la quantum.
Ugunduzi wa neutroni
Hapo zamani za 1920, Rutherford alipendekeza kuwepo kwa chembe isiyo na umeme inayoitwa nyutroni ili kueleza kuwepo kwa isotopu za hidrojeni. Iliaminika kuwa chembe hii ilikuwa na elektroni na protoni, lakini utoaji wa utunzi kama huo haukugunduliwa.
Mnamo 1930, ilibainika kuwa nuclei nyepesi zilipopigwa na miale ya alpha iliyotolewa na polonium, mionzi ya kupenya bila chaji ya umeme iliibuka. Ilitakiwa kuwa miale ya gamma. Hata hivyo, wakati wa kutumia shabaha ya berili, mionzi iligeuka kuwa mara nyingi zaidi ya kupenya kuliko wakati wa kutumia vifaa vingine. Mnamo mwaka wa 1931, Chadwick na mwenzake Webster walipendekeza kwamba miale isiyo na upande wowote ilikuwa ushahidi wa kuwepo kwa neutroni.
Mnamo mwaka wa 1932, wanandoa watafiti Irene Curie na Frédéric Joliot walionyesha kuwa mionzi kutoka kwa beryllium ilikuwa ikipenya zaidi kuliko ilivyoripotiwa na watafiti waliotangulia, lakini pia waliiita mionzi ya gamma. James Chadwick alisoma ripoti hiyo na mara moja akaanza kufanya kazi ya kuhesabu wingi wa chembe ya upande wowote, ambayo inaweza kueleza matokeo ya hivi karibuni. Alitumia mionzi ya beriliamu kulipua vipengele mbalimbali na akagundua kuwa matokeo yaliwiana na kitendo cha chembe ya upande wowote yenye uzito unaokaribia kufanana na ule wa protoni. Hii ikawa uthibitisho wa majaribio wa kuwepo kwa nyutroni. Mnamo 1925, Chadwick alipokea Tuzo ya Nobel ya Fizikia kwa mafanikio haya.
Kutoka nutroni hadi athari ya nyuklia
Neutroni haraka ikawa chombo cha wanafizikia, ambao waliitumia kupenya atomi za elementi na kuzibadilisha, hivyo nuclei zenye chaji chanya hazikuirudisha nyuma. Kwa hivyo, Chadwick alitayarisha njia ya mgawanyiko wa uranium-235 na uundaji wa silaha za nyuklia. Mnamo 1932, kwa ugunduzi huu muhimu, alitunukiwa Medali ya Hughes na mnamo 1935 Tuzo ya Nobel. Kisha akajifunza kwamba Hans Falkenhagen aligundua neutron wakati huo huo na yeye, lakini aliogopa kuchapisha matokeo yake. Mwanasayansi wa Ujerumani kwa unyenyekevualikataa ofa ya kushiriki Tuzo ya Nobel, ambayo ilimfanya James Chadwick.
Ugunduzi wa nyutroni ulifanya iwezekane kuunda vipengele vya transuranium katika maabara. Huu ndio ulikuwa msukumo wa ugunduzi wa mshindi wa Tuzo ya Nobel Enrico Fermi wa athari za nyuklia zilizosababishwa na neutroni za polepole, na ugunduzi wa wanakemia wa Ujerumani Otto Hahn na Strassmann wa fission ya nyuklia, ambayo ilisababisha kuundwa kwa silaha za nyuklia.
Inafanya kazi kwenye bomu la atomiki
Mnamo 1935, James Chadwick alikua profesa wa fizikia katika Chuo Kikuu cha Liverpool. Kama matokeo ya mkataba wa 1940 wa Frisch-Peierls juu ya ushauri wa kujenga bomu la nyuklia, aliteuliwa kwa kamati ya MAUD, ambayo ilichunguza suala hili kwa undani zaidi. Mnamo 1940 alitembelea Amerika Kaskazini kwenye misheni ya Tizard kuanzisha ushirikiano katika utafiti wa nyuklia. Baada ya kurejea Uingereza, aliamua kwamba hakuna kitakachofanya kazi hadi vita viishe.
Mnamo Desemba mwaka huo, Francis Simon, ambaye alifanya kazi katika MAUD, alipata njia ya kutenganisha isotopu ya uranium-235. Katika ripoti yake, alielezea makadirio ya gharama na maelezo ya kiufundi kwa ajili ya kuundwa kwa biashara kubwa ya kurutubisha uranium. Baadaye Chadwick aliandika kwamba ni hapo tu ndipo alipogundua kuwa bomu la nyuklia halikuwezekana tu bali haliepukiki. Kuanzia wakati huo, ilibidi aanze kuchukua dawa za usingizi. James na kundi lake kwa ujumla waliunga mkono bomu la U-235 na waliidhinisha kutengwa kwake kwa kuenezwa kutoka kwa isotopu ya U-238.
matokeo ya maisha
Punde si punde akaendakwa Los Alamos, makao makuu ya Mradi wa Manhattan, na, pamoja na Niels Bohr, walitoa ushauri muhimu kwa watengenezaji wa mabomu ya atomiki yaliyodondoshwa kwenye Hiroshima na Nagasaki. Chadwick James, ambaye uvumbuzi wake ulibadilisha sana historia ya mwanadamu, alipewa ujuzi mwaka wa 1945.
Mwishoni mwa Vita vya Pili vya Dunia, alirejea kwenye wadhifa wake Liverpool. Chadwick alistaafu mnamo 1958. Baada ya kukaa kwa miaka kumi huko North Wales, alirudi Cambridge mnamo 1969, ambapo alikufa mnamo 24 Julai 1974.
