James Chadwick (1891-1974) a fost un important fizician englez recunoscut pentru descoperirea neutronului în 1932. La scurt timp, în 1935, i s-a acordat Premiul Nobel pentru fizică pentru contribuția sa adusă comunității științifice. Interesul lui Chadwick pentru acuzațiile neutre a apărut cu aproximativ 10 ani înainte ca el să poată dovedi existența lor.
Înainte de această verificare, Chadwick a efectuat mai multe experimente care nu au avut succes. A avut succes în 1932, când s-a bazat pe experimentele francezilor Irène Joliot-Curie și Frédéric Joliot. Mai târziu, Chadwick s-a dedicat cercetărilor privind utilizarea fisiunii nucleare pentru crearea armelor de război.
Indice articol
Chadwick s-a născut în orașul Bollington, în nord-estul Angliei, la 20 octombrie 1891. Era fiul a doi umili muncitori: tatăl său lucra la sistemul feroviar, iar mama sa era lucrătoare casnică..
Încă de la o vârstă fragedă, Chadwick s-a remarcat ca un copil introvertit și extrem de inteligent. A început școala secundară la Manchester, iar la vârsta de 16 ani a câștigat o bursă pentru a studia fizica pură la acum dispărută Universitatea Victoria din Manchester..
Tânăra promisiune a fizicii și-a început formal studiile universitare în 1908, la vârsta de 17 ani.
A făcut un pas remarcabil prin academie, iar în ultimul său an de carieră a participat la cercetările premiului Nobel, Ernest Rutheford, despre dezintegrarea elementelor și chimia substanțelor radioactive..
După obținerea licenței în fizică în 1911, s-a înscris la un master în fizică, pe care l-a absolvit cu succes în 1913. În acel timp, a continuat să lucreze mână în mână cu Rutheford în laboratorul său..
Ulterior, i s-a acordat o bursă profesională care i-a permis să se mute la Berlin, Germania, pentru a continua cercetări privind radiațiile beta împreună cu fizicianul german Hans Geiger la Technische Hochschule.
În timpul șederii sale la Berlin, Primul Război Mondial a început în iulie 1914. Din cauza unei acuzații de spionaj, a fost internat într-un lagăr de concentrare pentru civili din Ruhleben până în 1918.
În 1919 Chadwick s-a întors în Anglia și și-a început doctoratul la Universitatea din Cambridge. Între timp, s-a întors la activitatea de cercetare a lui Rutheford, care până atunci conducea Laboratorul Cavendish al renumitei instituții.
În 1921, la vârsta de 21 de ani, a obținut doctoratul: Doctor în filosofie), prezentând o lucrare specială de cercetare privind forțele nucleare și numerele atomice.
În 1923 a fost numit asistent director de cercetare la Laboratorul Cavendish din Cambridge. Chadwick a îndeplinit acest rol până în 1935, când a decis să se mute la Universitatea din Liverpool.
Datorită contribuțiilor sale științifice, a primit medalia Hughes în 1932. Această recunoaștere, acordată de Royal Society of London, îi recompensează pe cei care fac descoperiri despre științele fizice și / sau aplicațiile lor practice..
În 1935 a primit Premiul Nobel pentru Fizică pentru descoperirea neutronului ca o particulă elementară fără sarcină electrică localizată în nucleul atomic..
În timpul celui de-al doilea război mondial, Chadwick a fost activ în cadrul comitetului britanic MAUD, o comisie creată pentru a analiza fezabilitatea utilizării tehnologiei nucleare la fabricarea unei bombe..
James Chadwick a fost, de asemenea, o parte centrală a proiectului Tube Alloys, un program de cercetare autorizat și finanțat de Regatul Unit cu sprijinul Canadei, pentru a dezvolta arme nucleare în timpul celui de-al doilea război mondial..
Chadwick a fost remarcat pentru înțelepciunea și calitatea sa politică din această perioadă, deoarece propunerile sale au servit drept punte pentru negocierile de colaborare de investigație dintre Regatul Unit, Canada și Statele Unite..
Spre sfârșitul celui de-al doilea război mondial, Chadwick a preluat bagheta misiunii britanice în Proiectul Manhattan. Acesta din urmă a fost un proiect comun de cercetare între Statele Unite, Regatul Unit și Canada, cu scopul dezvoltării primei bombe atomice.
Chadwick avea acces gratuit la toate informațiile confidențiale ale proiectului: modele, planuri, date, estimări etc., în ciuda faptului că era civil și nu american; Este demn de remarcat faptul că ambele condiții erau exclusive pentru a participa la proiect.
Ulterior a fost numit cavaler englez în 1945, iar un an mai târziu Statele Unite i-au acordat Medalia Meritului pentru contribuția sa de curaj la Proiectul Manhattan..
La sfârșitul celui de-al doilea război mondial, Chadwick a promovat cu tărie inițiativa pentru ca Regatul Unit să-și dezvolte propriul arsenal nuclear..
Pentru a atinge acest obiectiv, Chadwick a fost ales membru al Comitetului consultativ britanic pentru energie atomică și a reprezentat, de asemenea, ca reprezentant al Regatului Unit la Comisia Națiunilor Unite pentru Energie Atomică..
În jurul anului 1948 James Chadwick a fost profesor la Gonville & Caius College, Universitatea Cambridge. Mai târziu, în 1950, i s-a acordat Medalia Copley de către Societatea Regală din Londra..
8 ani mai târziu a decis să se retragă voluntar în nordul Țării Galilor. James Chadwick a murit pe 24 iulie 1974 în orașul Cambridge.
Modelul atomic al lui Chadwick se concentrează pe modelarea nucleului atomic alcătuit nu numai din protoni (sarcini pozitive), ci și din neutroni (sarcini neutre)..
De la descoperirea neutronului de către Chadwick, atomul a fost înțeles ca un nucleu cu protoni și neutroni, presupunând aproape întreaga masă a atomului, electronii care orbitează nucleul la nivelurile lor de energie corespunzătoare..
Interesul lui Chadwick de a demonstra existența particulelor neutre a apărut în anii 1920. Cu toate acestea, la acel moment, omul de știință proeminent a făcut mai multe încercări fără rezultat. Un deceniu mai târziu, Chadwick a reprodus experimentele lui Irène Joliot-Curie (fiica lui Marie Curie și Pierre Curie) și a lui Frédéric Joliot (soțul lui Irène) în Franța..
Această pereche de oameni de știință a realizat expulzarea protonilor dintr-o probă de ceară de parafină folosind raze gamma..
Chadwick credea că emisia de raze gamma conține particule neutre și că aceste particule erau cele care se ciocniseră cu proba de ceară, inducând ulterior eliberarea de protoni din ceară..
Prin urmare, el a încercat să reproducă aceste experimente în Laboratorul Cavendish și a folosit poloniul - care fusese folosit de Curies ca sursă de raze gamma - pentru iradierea beriliului cu particule alfa..
Această radiație a avut apoi un impact asupra unei probe similare de parafină, iar protonii din acea probă au fost expulzați violent din material..
Comportamentul protonilor a fost observat folosind o mică cameră de ionizare, adaptată experimentului chiar de Chadwick.
Chadwick a descoperit că comportamentul protonilor eliberați de ceară nu putea fi explicat decât dacă acele particule s-au ciocnit cu alte particule neutre din punct de vedere electric și cu o masă foarte similară..
Două săptămâni mai târziu, James Chadwick a publicat un articol în revista științifică Natură asupra posibilei existențe a neutronilor.
Cu toate acestea, Chadwick a conceput modelul inițial considerând că neutronul este un aranjament format dintr-un proton și un electron, care a generat sarcina neutră. Mai târziu, fizicianul german Werner Heisenberg a arătat că neutronul este o particulă simplă, elementară.
După descoperirea neutronului, Chadwick s-a concentrat asupra mersului din ce în ce mai departe în ceea ce privește caracterizarea acestei noi componente atomice..
Descoperirea neutronului și a modelului atomic al lui Chadwick au revoluționat viziunea tradițională a științei, având în vedere coliziunile neutronilor cu nucleii atomici și expulzarea protonilor din atom..
Descompunerea beta este un proces prin care particulele beta (electron sau pozitron) sunt emise din nucleul atomului, pentru a echilibra prezența protonilor și neutronilor în nucleul atomic.
Datorită acestui proces, în întreaga lume au fost efectuate nenumărate experimente, motivate de descoperirea lui Chadwick, pentru a induce conversia unor neutroni în protoni..
Deoarece fiecare element chimic este identificat în funcție de numărul de protoni pe care îl are, experimentele anterioare au deschis ușa pentru crearea și / sau descoperirea de noi elemente chimice cu un număr mai mare de protoni sub centură..
Chadwick a subliniat analizele sale ulterioare privind utilizarea neutronilor pentru a împărți atomii de nuclee grele în mai mulți nuclei mai mici prin procesul de fisiune nucleară..
Se numește astfel deoarece diviziunea are loc în nucleul atomului și produce o cantitate extrem de mare de energie. Acest concept a fost folosit pentru proiectarea armelor nucleare puternice.
Chadwick a finanțat chiar cumpărarea unui accelerator de particule în timpul petrecut în Liverpool, folosind o parte din veniturile obținute din câștigarea Premiului Nobel în 1935 pentru aceasta..
Printre contribuțiile lui James Chadwick la știință, iese în evidență descoperirea neutronului, pentru care a câștigat Premiul Nobel pentru fizică în 1935. De asemenea, a participat la construcția bombei atomice din Statele Unite, a scris despre radiațiile din substanțele radioactive. și a descoperit tritiu.
În timpul investigațiilor lor efectuate la Laboratorul Cavendish din Cambridge, Rutherford și Chadwick au efectuat experimente cu particule alfa pentru a întreba despre natura nucleului atomic. Este demn de remarcat faptul că nucleul atomic a fost descoperit de Rutherford în 1911.
Aceste investigații au fost efectuate prin analiza unei radiații care nu a mai apărut până acum emanând din beriliu, când acest material a fost expus bombardamentului particulelor alfa..
Respectiva radiație a constat din particule de masă foarte asemănătoare cu masa protonului, dar fără încărcare electrică. Aceste particule au fost numite neutroni, datorită neutralității compoziției lor..
Chadwick a făcut această descoperire la mijlocul anului 1932 și, prin urmare, a definit premisele modelului atomic al lui Chadwick, ale căror detalii sunt detaliate în următoarea secțiune a acestui articol..
Descoperirea neutronului de către Chadwick a creat scenariul favorabil pentru descoperirea fisiunii nucleare și dezvoltarea armelor de război cu această tehnologie..
Chadwick a descoperit că, bombardând atomul unui element cu neutroni, nucleul acestui material poate fi pătruns și divizat, generând o cantitate semnificativă de energie..
De acolo, Chadwick a anunțat inevitabilitatea acestui tip de tehnologie pentru dezvoltarea armelor de război și s-a implicat direct în afacerile diplomatice legate de acest proces în Statele Unite și Anglia..
Chadwick a colaborat la construcția bombei atomice împreună cu alți oameni de știință americani și canadieni între 1943 și 1945.
El a fost însărcinat cu conducerea delegației științifice engleze care a lucrat în laboratorul Los Alamos, în New Mexico, Statele Unite. În 1939, Statele Unite au început investigațiile cu privire la Proiectul Manhattan, numele de cod al bombei atomice..
Președintele Franklin Delano Roosevelt a fost avertizat de oamenii de știință nucleară Edward Teller, Leó Szilárd și Eugene Wigner, prin Albert Einstein, despre utilizarea fisiunii nucleare pentru producerea de bombe de către naziști.
Tritiul fusese deja identificat în 1911 de către omul de știință englez Joseph John Thomson, dar credea că este o moleculă triatomică.
Ernest Rutherford îl anunțase deja, dar abia în 1934 Chadwick, care lucra pentru echipa lui Rutherford, l-a catalogat ca izotop de hidrogen..
Tritiul este un izotop radioactiv al hidrogenului, al cărui simbol este ³H. Se compune dintr-un nucleu format dintr-un proton și doi neutroni.
Tritiul este generat de bombardarea cu ținte libere de azot, litiu și bor..
Descoperirea neutronului de către James Chadwick a facilitat fisiunea nucleară; adică separarea uraniului 235 de uraniu -238, un element chimic găsit în natură.
Îmbogățirea uraniului 235 este procesul pe care îl suferă uraniul natural pentru a obține izotopul 235 și a produce energie nucleară. Fisiunea este o reacție nucleară; adică este declanșat în nucleul atomului.
Această reacție chimică are loc atunci când un nucleu greu este împărțit în două sau mai multe nuclee mai mici și unele subproduse, cum ar fi fotoni (raze gamma), neutroni liberi și alte fragmente ale nucleului..
În 1930 James Chadwick a scris un tratat privind radiațiile din substanțe radioactive. El a reușit să măsoare masa neutronului și a dedus că era similară cu cea a protonului cu o diferență: că avea o sarcină electrică neutră..
Apoi, a concluzionat că nucleul atomic era format din neutroni și protoni și că numărul protonilor era similar cu cel al electronilor..
Cercetările și contribuțiile sale la activitatea laboratorului de fizică al Universității din Manchester și ale Universității din Cambridge din Anglia, au fost cheia cunoașterii energiei nucleare și a construirii modelului atomic al lui Rutherford..
Modelul atomic al lui Schrödinger.
Modelul atomic de Broglie.
Modelul atomic Heisenberg.
Modelul atomic al lui Perrin.
Modelul atomic al lui Thomson.
Model atomic Dalton.
Model atomic Dirac Jordan.
Model atomic al lui Democrit.
Modelul atomic al lui Leucipp.
Modelul atomic Bohr.
Modelul atomic Sommerfeld.
Modelul atomic actual.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.