السير جيمس تشادويك (الصورة منشورة في المقال) عالم فيزياء إنجليزي ، حائز على جائزة نوبل ، اشتهر بعد اكتشاف النيوترون. أدى هذا إلى تغيير جذري في الفيزياء في ذلك الوقت وسمح للعلماء بإنشاء عناصر جديدة ، وأدى أيضًا إلى اكتشاف الانشطار النووي واستخدامه للأغراض العسكرية والمدنية. كان تشادويك جزءًا من مجموعة العلماء البريطانيين الذين ساعدوا الولايات المتحدة في تطوير القنبلة الذرية خلال الحرب العالمية الثانية.
جيمس تشادويك: سيرة ذاتية قصيرة
ولد تشادويك في بولينجتون ، شيشاير ، إنجلترا في 20 أكتوبر 1891 ، لأبوين جون جوزيف وآن ماري نولز. درس في المدارس الابتدائية المحلية والمدارس الثانوية البلدية في مانشستر. في السادسة عشرة حصل على منحة دراسية من جامعة مانشستر. كان جيمس يعتزم دراسة الرياضيات ، لكنه حضر عن طريق الخطأ محاضرات تمهيدية في الفيزياء والتحق بهذا التخصص. في البداية ، كانت لديه مخاوف بشأن قراره ، ولكن بعد عامه الأول ، وجد الدورة أكثر إثارة للاهتمام. كان تشادويك مسجلا في الفصلإرنست رذرفورد ، حيث درس الكهرباء والمغناطيسية ، وبعد ذلك كلف المعلم جيمس بمشروع بحث عن عنصر الراديوم المشع.
البحث المبكر
تخرج جيمس تشادويك في عام 1911 واستمر في العمل مع رذرفورد على امتصاص جاما ، وحصل على درجة الماجستير في عام 1913. قام المشرف بتسهيل زمالة بحثية تطلبت منه العمل في مكان آخر. قرر أن يدرس في برلين مع هانز جيجر ، الذي كان يزور مانشستر في الوقت الذي كان جيمس يكمل فيه درجة الماجستير. خلال هذه الفترة ، أثبت تشادويك وجود طيف مستمر من إشعاع بيتا ، مما أحبط الباحثين وأدى إلى اكتشاف النيوترينوات.
سافروا الى المخيم
قبل الحرب العالمية الأولى بوقت قصير ، عندما أصبحت الأعمال العدائية حتمية ، حذر جيجر تشادويك من العودة إلى إنجلترا في أقرب وقت ممكن. أصيب جيمس بالحيرة من نصيحة شركة السفر وبقي في معسكر أسير حرب ألماني حتى نهاية الحرب. خلال السنوات الخمس التي قضاها في السجن ، تمكن تشادويك من التفاوض مع الحراس وإجراء دراسات أولية عن التألق.
العمل في مختبر كافنديش
عاد جيمس تشادويك ، الذي حظيت سيرته الذاتية في الفيزياء بكل فرصة لانتهاء عام 1918 ، بفضل جهود رذرفورد ، إلى العلم مرة أخرى وأكد أن شحنة النواة تساوي العدد الذري. في عام 1921 حصل على زمالة بحثية في كلية جونفيل ، كامبريدج.و Keyes ، وفي العام التالي أصبح مساعد Rutherford في مختبر Cavendish.
يعمل كل يوم ، ولا يزال يجد الوقت لإجراء البحث ، والذي اقترح اتجاهه بشكل عام من قبل رذرفورد. ذهب تشادويك وزميله السجين تشارلز دي إليس للدراسة في كلية ترينيتي ومع رذرفورد ، باحثين عن تحويل العناصر عن طريق القصف بجزيئات ألفا (نوى الهليوم). أبلغ فريق بحثي في فيينا عن نتائج غير متوافقة مع البيانات التي حصل عليها مختبر كافنديش ، والتي تم الدفاع عن صحتها بمهارة من خلال المزيد من التجارب التي أجراها تشادويك وزملاؤه.
في عام 1925 ، تزوج جيمس من إيلين ستيوارت براون. كان للزوجين بنات توأم
في منتصف عشرينيات القرن الماضي ، أجرى جيمس تشادويك تجارب لتشتيت جسيمات ألفا التي أطلقت على أهداف مصنوعة من معادن ، بما في ذلك الذهب واليورانيوم ، ثم الهيليوم نفسه ، التي تمتلك نواتها نفس كتلة جسيمات ألفا. تبين أن التشتت غير متماثل ، وقد أوضحه تشادويك في عام 1930 كظاهرة كمومية.
اكتشاف النيوترون
منذ عام 1920 ، اقترح رذرفورد وجود جسيم متعادل كهربائيًا يسمى النيوترون لشرح وجود نظائر الهيدروجين. كان يعتقد أن هذا الجسيم يتكون من إلكترون وبروتون ، ولكن لم يتم الكشف عن انبعاث مثل هذا التكوين.
في عام 1930 ، وجد أنه عندما تم قصف النوى الخفيفة بأشعة ألفا المنبعثة من البولونيوم ، نشأت الأشعة المخترقة بدون شحنة كهربائية.كان من المفترض أن تكون أشعة جاما. ومع ذلك ، عند استخدام هدف البريليوم ، تبين أن الأشعة أكثر اختراقًا بعدة مرات من استخدام مواد أخرى. في عام 1931 ، اقترح تشادويك وزميله ويبستر أن الأشعة المحايدة هي في الواقع دليل على وجود النيوترون.
في عام 1932 ، أظهر الباحثان الزوجان إيرين كوري وفريديريك جوليو أن إشعاع البريليوم كان أكثر اختراقًا مما ذكره الباحثون السابقون ، لكنهم أطلقوا عليه أيضًا أشعة جاما. قرأ جيمس تشادويك التقرير وشرع على الفور في العمل على حساب كتلة الجسيم المحايد ، مما قد يفسر أحدث النتائج. استخدم إشعاع البريليوم لقصف عناصر مختلفة ووجد أن النتائج كانت متسقة مع عمل جسيم محايد كتلته مماثلة تقريبًا لكتلة البروتون. أصبح هذا تأكيدًا تجريبيًا لوجود النيوترون. في عام 1925 ، حصل تشادويك على جائزة نوبل في الفيزياء لهذا الإنجاز
من النيوترون إلى التفاعل النووي
سرعان ما أصبح النيوترون أداة للفيزيائيين الذين استخدموه لاختراق ذرات العناصر وتحويلها ، لذلك لم تصدها النوى الموجبة الشحنة. وهكذا ، مهدت تشادويك الطريق لانشطار اليورانيوم 235 وإنشاء أسلحة نووية. في عام 1932 ، لهذا الاكتشاف المهم ، حصل على وسام هيوز وفي عام 1935 على جائزة نوبل. ثم علم أن هانز فالكنهاغن اكتشف النيوترون في نفس الوقت الذي اكتشف فيه النيوترون ، لكنه كان يخشى نشر نتائجه. عالم ألماني متواضعرفض عرضًا لتقاسم جائزة نوبل ، مما جعله جيمس تشادويك.
جعل اكتشاف النيوترون من الممكن تكوين عناصر عبر اليورانيوم في المختبرات. كان هذا هو الدافع لاكتشاف الحائز على جائزة نوبل إنريكو فيرمي التفاعلات النووية التي تسببها النيوترونات البطيئة ، واكتشاف الكيميائيين الألمان أوتو هان وستراسمان للانشطار النووي ، مما أدى إلى إنشاء أسلحة نووية.
العمل على القنبلة الذرية
في عام 1935 ، أصبح جيمس تشادويك أستاذًا للفيزياء في جامعة ليفربول. نتيجة لمذكرة Frisch-Peierls لعام 1940 بشأن استصواب بناء قنبلة نووية ، تم تعيينه في لجنة مود ، التي حققت في هذه القضية بمزيد من التفصيل. في عام 1940 زار أمريكا الشمالية في مهمة تيزارد لتأسيس تعاون في مجال البحوث النووية. بعد عودته إلى المملكة المتحدة ، قرر أنه لن ينجح شيء حتى تنتهي الحرب.
في ديسمبر من ذلك العام ، وجد فرانسيس سيمون ، الذي عمل في مود ، طريقة لفصل نظير اليورانيوم 235. وقد أوضح في تقريره التكلفة التقديرية والمواصفات الفنية لإنشاء مؤسسة كبيرة لتخصيب اليورانيوم. كتب تشادويك لاحقًا أنه عندها فقط أدرك أن القنبلة النووية ليست ممكنة فحسب ، بل حتمية. منذ تلك اللحظة ، كان عليه أن يبدأ بتناول الحبوب المنومة. دعم جيمس ومجموعته بشكل عام قنبلة U-235 ووافقوا على عزلها عن طريق الانتشار من نظير U-238.
نتيجة الحياة
سرعان ما ذهبإلى لوس ألاموس ، المقر الرئيسي لمشروع مانهاتن ، وإلى جانب نيلز بور ، قدموا نصائح قيمة لمطوري القنابل الذرية التي أسقطت على هيروشيما وناغازاكي. تشادويك جيمس ، الذي غيرت اكتشافاته مسار تاريخ البشرية بشكل كبير ، وحصل على لقب فارس في عام 1945.
في نهاية الحرب العالمية الثانية ، عاد إلى منصبه في ليفربول. تقاعد تشادويك عام 1958. بعد أن أمضى عشر سنوات في شمال ويلز ، عاد إلى كامبريدج في عام 1969 ، حيث توفي في 24 يوليو 1974.
