เซอร์เจมส์ แชดวิก (ภาพที่โพสต์ในบทความ) เป็นนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เจ้าของรางวัลโนเบล ผู้โด่งดังหลังจากการค้นพบนิวตรอน สิ่งนี้เปลี่ยนฟิสิกส์อย่างรุนแรงในสมัยนั้นและทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างองค์ประกอบใหม่ได้ และยังนำไปสู่การค้นพบการแยกตัวของนิวเคลียร์และการนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหารและพลเรือน แชดวิกเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษที่ช่วยสหรัฐฯ พัฒนาระเบิดปรมาณูในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2
James Chadwick: ชีวประวัติสั้น
Chadwick เกิดที่เมือง Bollington เมือง Cheshire ประเทศอังกฤษ เมื่อวันที่ 20 ตุลาคม พ.ศ. 2434 ให้กับ John Joseph และ Ann Mary Knowles เขาศึกษาที่โรงเรียนประถมศึกษาในท้องถิ่นและโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลายของเทศบาลเมืองแมนเชสเตอร์ ตอนอายุ 16 ปี เขาได้รับทุนจากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ เจมส์ตั้งใจจะเรียนคณิตศาสตร์ แต่เข้าฟังการบรรยายเบื้องต้นทางฟิสิกส์โดยไม่ได้ตั้งใจและสมัครเรียนในสาขาพิเศษนี้ ในตอนแรกเขามีความวิตกเกี่ยวกับการตัดสินใจของเขา แต่หลังจากปีแรกของเขา เขาพบว่าหลักสูตรนี้น่าสนใจยิ่งขึ้น แชดวิกเข้าเรียนในชั้นเรียนเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ซึ่งเขาศึกษาไฟฟ้าและแม่เหล็ก และต่อมาครูคนหนึ่งมอบหมายโครงการวิจัยเกี่ยวกับธาตุเรเดียมกัมมันตภาพรังสีให้เจมส์
การวิจัยเบื้องต้น
James Chadwick สำเร็จการศึกษาในปี 1911 และยังคงทำงานร่วมกับ Rutherford ในการดูดกลืนรังสีแกมมา โดยได้รับปริญญาโทในปี 1913 หัวหน้างานอำนวยความสะดวกในการคบหาเพื่อการวิจัยที่ทำให้เขาต้องทำงานที่อื่น เขาตัดสินใจไปเรียนที่เบอร์ลินกับ Hans Geiger ซึ่งเดินทางไปแมนเชสเตอร์ในขณะที่เจมส์สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาโท ในช่วงเวลานี้ แชดวิกได้สร้างสเปกตรัมของรังสีบีตาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งทำให้นักวิจัยท้อแท้และนำไปสู่การค้นพบนิวตริโน
เที่ยวแคมป์
ไม่นานก่อนสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง เมื่อความเป็นศัตรูหลีกเลี่ยงไม่ได้ Geiger เตือน Chadwick ให้กลับไปอังกฤษโดยเร็วที่สุด เจมส์รู้สึกสับสนกับคำแนะนำของบริษัทท่องเที่ยวและพักอยู่ในค่ายเชลยศึกของเยอรมันจนกระทั่งสิ้นสุดสงคราม ในช่วงห้าปีที่เขาถูกจองจำ Chadwick สามารถเจรจากับผู้คุมและทำการศึกษาเบื้องต้นเกี่ยวกับการเรืองแสงได้
ทำงานที่ Cavendish Laboratory
James Chadwick ซึ่งชีวประวัติในวิชาฟิสิกส์มีโอกาสสิ้นสุดในปี 1918 ทุกครั้ง ต้องขอบคุณความพยายามของ Rutherford ที่กลับมาเรียนวิทยาศาสตร์อีกครั้งและยืนยันว่าประจุของนิวเคลียสมีค่าเท่ากับเลขอะตอม ในปี 1921 เขาได้รับทุนวิจัยที่ Gonville College, Cambridgeและ Keyes และในปีต่อมาก็ได้เป็นผู้ช่วยของ Rutherford ที่ Cavendish Laboratory
ทำงานทุกวัน เขายังหาเวลาทำวิจัย แนวทางที่รัทเธอร์ฟอร์ดแนะนำโดยทั่วไป แชดวิกและเพื่อนนักโทษชาร์ลส์ ดี. เอลลิสไปเรียนต่อที่วิทยาลัยทรินิตีและกับรัทเทอร์ฟอร์ด ค้นคว้าเกี่ยวกับการแปรสภาพขององค์ประกอบโดยการทิ้งระเบิดด้วยอนุภาคแอลฟา (นิวเคลียสฮีเลียม) ทีมวิจัยในกรุงเวียนนารายงานผลลัพธ์ที่ไม่สอดคล้องกับข้อมูลที่ได้รับจาก Cavendish Laboratory ซึ่งความถูกต้องได้รับการปกป้องอย่างชำนาญโดยการทดลองเพิ่มเติมโดย Chadwick และเพื่อนร่วมงาน
ในปี 1925 เจมส์แต่งงานกับไอลีน สจ๊วต-บราวน์ ทั้งคู่มีลูกสาวฝาแฝด
ในช่วงกลางปี 1920 เจมส์ แชดวิกทำการทดลองเพื่อกระจายอนุภาคแอลฟาที่ยิงใส่เป้าหมายที่ทำจากโลหะ รวมทั้งทองคำและยูเรเนียม จากนั้นตัวฮีเลียมเอง ซึ่งมีมวลเท่ากับอนุภาคแอลฟา การกระเจิงกลับกลายเป็นไม่สมมาตร และแชดวิกอธิบายในปี 1930 ว่าเป็นปรากฏการณ์ควอนตัม
การค้นพบนิวตรอน
ย้อนกลับไปในปี 1920 รัทเทอร์ฟอร์ดเสนอการมีอยู่ของอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้าที่เรียกว่านิวตรอนเพื่ออธิบายการมีอยู่ของไอโซโทปไฮโดรเจน เชื่อกันว่าอนุภาคนี้ประกอบด้วยอิเล็กตรอนและโปรตอน แต่ไม่พบการปล่อยองค์ประกอบดังกล่าว
ในปี พ.ศ. 2473 พบว่าเมื่อนิวเคลียสของแสงถูกโจมตีด้วยรังสีอัลฟาที่ปล่อยออกมาจากพอโลเนียม รังสีที่ทะลุทะลวงโดยไม่มีประจุไฟฟ้าก็เกิดขึ้นน่าจะเป็นรังสีแกมมา อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้เป้าหมายที่เป็นเบริลเลียม รังสีจะทะลุผ่านได้มากกว่าเมื่อใช้วัสดุอื่นๆ หลายเท่า ในปีพ.ศ. 2474 แชดวิกและเว็บสเตอร์เพื่อนร่วมงานของเขาแนะนำว่าในความเป็นจริงแล้วรังสีที่เป็นกลางเป็นหลักฐานของการมีอยู่ของนิวตรอน
ในปี 1932 นักวิจัยคู่สามีภรรยา Irene Curie และ Frédéric Joliot แสดงให้เห็นว่ารังสีจากเบริลเลียมทะลุทะลวงได้มากกว่ารายงานโดยนักวิจัยคนก่อนๆ แต่พวกเขายังเรียกมันว่ารังสีแกมมา James Chadwick อ่านรายงานและเริ่มทำงานในการคำนวณมวลของอนุภาคที่เป็นกลาง ซึ่งสามารถอธิบายผลลัพธ์ล่าสุดได้ เขาใช้รังสีเบริลเลียมเพื่อโจมตีธาตุต่างๆ และพบว่าผลลัพธ์นั้นสอดคล้องกับการกระทำของอนุภาคที่เป็นกลางซึ่งมีมวลเกือบเท่ากันกับโปรตอน นี่เป็นการทดลองยืนยันการมีอยู่ของนิวตรอน ในปี 1925 Chadwick ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์สำหรับความสำเร็จนี้
จากนิวตรอนสู่ปฏิกิริยานิวเคลียร์
นิวตรอนกลายเป็นเครื่องมือสำหรับนักฟิสิกส์อย่างรวดเร็ว ซึ่งใช้มันเจาะอะตอมของธาตุและเปลี่ยนแปลงพวกมัน ดังนั้นนิวเคลียสที่มีประจุบวกจึงไม่ขับไล่มัน ดังนั้นแชดวิกจึงเตรียมทางสำหรับการแยกตัวของยูเรเนียม-235 และการสร้างอาวุธนิวเคลียร์ ในปี ค.ศ. 1932 สำหรับการค้นพบที่สำคัญนี้ เขาได้รับรางวัลเหรียญฮิวจ์ และรางวัลโนเบลในปี ค.ศ. 1935 จากนั้นเขาก็รู้ว่า Hans Falkenhagen ค้นพบนิวตรอนพร้อมกับเขา แต่กลัวที่จะเผยแพร่ผลงานของเขา นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันอย่างสุภาพปฏิเสธข้อเสนอที่จะแบ่งปันรางวัลโนเบลซึ่งทำให้เขาคือเจมส์ แชดวิก
การค้นพบนิวตรอนทำให้สามารถสร้างองค์ประกอบทรานส์ยูเรเนียมในห้องปฏิบัติการได้ นี่คือแรงผลักดันสำหรับการค้นพบโดย Enrico Fermi ผู้ได้รับรางวัลโนเบลจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดจากนิวตรอนช้า และการค้นพบโดยนักเคมีชาวเยอรมัน Otto Hahn และ Strassmann แห่งการแยกตัวของนิวเคลียร์ซึ่งนำไปสู่การสร้างอาวุธนิวเคลียร์
ทำระเบิดปรมาณู
ในปี 1935 เจมส์ แชดวิกกลายเป็นศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยลิเวอร์พูล จากบันทึกของ Frisch-Peierls ในปี 1940 เกี่ยวกับความเหมาะสมในการสร้างระเบิดนิวเคลียร์ เขาได้รับแต่งตั้งให้เป็นคณะกรรมการ MAUD ซึ่งตรวจสอบปัญหานี้โดยละเอียดยิ่งขึ้น ในปีพ.ศ. 2483 เขาได้ไปเยือนอเมริกาเหนือในภารกิจ Tizard เพื่อสร้างความร่วมมือในการวิจัยนิวเคลียร์ หลังจากกลับมาที่สหราชอาณาจักร เขาตัดสินใจว่าจะไม่มีอะไรเกิดขึ้นจนกว่าสงครามจะยุติ
ในเดือนธันวาคมของปีนั้น ฟรานซิส ไซมอน ซึ่งทำงานที่ MAUD ได้ค้นพบวิธีที่จะแยกไอโซโทปของยูเรเนียม-235 ในรายงานของเขา เขาได้สรุปการประมาณการต้นทุนและข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการสร้างองค์กรขนาดใหญ่สำหรับการเสริมสมรรถนะยูเรเนียม แชดวิกเขียนในเวลาต่อมาว่า ในตอนนั้นเองที่เขาตระหนักว่าระเบิดนิวเคลียร์ไม่เพียงแต่เป็นไปได้แต่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ตั้งแต่นั้นมาเขาก็ต้องเริ่มกินยานอนหลับ เจมส์และกลุ่มของเขาสนับสนุนระเบิด U-235 และอนุมัติการแยกตัวของมันโดยการแพร่กระจายจากไอโซโทป U-238
ผลลัพธ์ของชีวิต
ไม่นานเขาก็ไปถึงลอส อาลามอส สำนักงานใหญ่ของโครงการแมนฮัตตัน และร่วมกับ Niels Bohr ได้ให้คำแนะนำอันมีค่าแก่ผู้พัฒนาระเบิดปรมาณูที่ทิ้งบนฮิโรชิมาและนางาซากิ แชดวิก เจมส์ ซึ่งการค้นพบได้เปลี่ยนวิถีประวัติศาสตร์ของมนุษย์ไปอย่างมาก ได้รับตำแหน่งอัศวินในปี 1945
เมื่อสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่ 2 เขากลับมาโพสต์ที่ลิเวอร์พูล แชดวิกเกษียณในปี 2501 หลังจากใช้เวลาสิบปีในนอร์ทเวลส์ เขากลับไปเคมบริดจ์ในปี 2512 และเสียชีวิตในวันที่ 24 กรกฎาคม พ.ศ. 2517
