Chadwick, James

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 4. října 2022; kontroly vyžadují 2 úpravy .
James Chadwick
Angličtina  Sir James Chadwick
Datum narození 20. října 1891( 1891-10-20 )
Místo narození Bollington , Cheshire , Anglie
Datum úmrtí 24. července 1974 (82 let)( 1974-07-24 )
Místo smrti Cambridge , Anglie
Země
Vědecká sféra fyzika
Místo výkonu práce Technická univerzita v Berlíně
Liverpoolská univerzita
Gonville a Caius College
Alma mater Univerzita v Manchesteru Univerzita v
Cambridge
Akademický titul M.Sc. [d] (1912) aPh.D.(červen1921)
vědecký poradce Ernest Rutherford
Hans Geiger
Studenti Maurice Goldhaber [1] Charles Drummond Ellis [1] Ernest C. Pollard [1] Dai Chuanzeng [1]
Známý jako Objevitel neutronu
Ocenění a ceny

Nobelova cena za fyziku - 1935 Nobelova cena za fyziku (1935)

Spojené království582.gif Rytíř Bachelor ribbon.svg
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Sir James Chadwick ( Eng.  Sir James Chadwick ; 20. října 1891 , Bollington , Cheshire  – 24. července 1974 , Cambridge ) – anglický fyzik , známý jako objevitel neutronové a fotonukleární reakce , člen Královské společnosti v Londýně (1927 ), nositel Nobelovy ceny za fyziku za rok 1935 . Faradayova medaile (1950).

Žák E. Rutherforda . Absolvoval univerzity v Manchesteru a Cambridge .

Vzdělávání a raná léta

James Chadwick se narodil v Bollingtonu, Cheshire 20. října 1891; byl prvním dítětem Johna Josepha Chadwicka, přadlena bavlny, a Ann Marie Knowlesové, domácí pracovnice [2] . Dostal jméno James po svém dědečkovi z otcovy strany. V roce 1895 se jeho rodiče přestěhovali do Manchesteru a nechali ho v péči jeho prarodičů z matčiny strany, kde chodil do základní školy Bollington Cross [2] . Poté mu bylo nabídnuto stipendium na gymnázium v ​​Manchesteru, ale jeho rodina musela odmítnout, protože si nemohla dovolit malé dodatečné poplatky, které bylo třeba ještě zaplatit; místo toho, poté, co se nastěhoval se svými rodiči v roce 1902, navštěvoval Central Boys' Grammar School v Manchesteru [2] . V tomto okamžiku měl dva mladší bratry, Harryho a Huberta, sestru, která zemřela v dětství. Ve věku 16 let složil James dvě zkoušky na univerzitní stipendia a obě je vyhrál [3] .

Pro svá studia si Chadwick vybral Victoria University of Manchester , na kterou vstoupil v roce 1908 [4] . Chystal se studovat matematiku, ale omylem se zapsal na fyziku [2] . Jako mnoho studentů bydlel doma a každý den trávil spoustu času dojížděním na univerzitu a zpět. Na konci prvního ročníku mu bylo uděleno Heginbottomovo stipendium na studium fyziky. Fyzikální oddělení vedl Rutherford , který zadal výzkumné projekty studentům posledního ročníku a navrhl Chadwickovi, aby vyvinul způsoby, jak porovnat množství energie pocházející z různých radioaktivních zdrojů [2] . Myšlenka byla, že by mohly být měřeny z hlediska aktivity radia pomocí jednotky nyní známé jako Ci (curie) . Rutherfordův přístup se ukázal jako neproveditelný, Chadwick to věděl, ale bál se to říct Rutherfordovi a nakonec vyvinul požadovanou metodu sám. Výsledky studie se staly prvním Chadwickovým článkem, který byl publikován ve spolupráci s Rutherfordem v roce 1912 [5] . První stupeň ukončil s vyznamenáním v roce 1911 [2] [4] [6] [7] .

S vyvinutým způsobem měření gama záření pokračoval Chadwick ve studiu absorpce gama paprsků různými plyny a kapalinami. Tentokrát dílo vyšlo pouze pod jeho jménem. Získal magisterský titul v roce 1912 a byl zvolen Baeyer Fellow [2] . Následující rok získal tříleté stipendium na výstavě z roku 1851 mu umožnilo studovat a dělat výzkum na univerzitách v kontinentální Evropě. Pro studium beta záření pod vedením Hanse Geigera si vybral technický institut Physikalisch-Technische Reichsanstalt v Berlíně [4] [8] . Pomocí Geigerova nově vyvinutého Geigerova počítače , který byl přesnější než dřívější techniky, byl schopen prokázat, že beta záření nevytváří diskrétní čáry, jak se dříve myslelo, ale má spojité spektrum s vrcholy v určitých místech [9] [10] [11 ] [12] . Během návštěvy v Geigerově laboratoři Albert Einstein řekl Chadwickovi: "Dokážu vysvětlit obě tyto věci, ale nemohu je vysvětlit obě současně." Spojité spektrum zůstalo po mnoho let nevysvětlitelným jevem [13] .

Chadwick byl po vypuknutí první světové války stále v Německu a byl poslán do internačního tábora v Ruleben u Berlína, kde mu bylo dovoleno zřídit si laboratoř ve stáji a provádět vědecké experimenty s použitím materiálů, které měl k dispozici, jako je radioaktivní zubní pasta. [2] [14] . Spolu s Charlesem Drummondem Ellisem pracoval na ionizaci fosforu a fotochemické reakci mezi oxidem uhelnatým a chlorem [15] [16] . Poté , co v listopadu 1918 vstoupilo v platnost příměří s Německem , byl propuštěn a vrátil se ke svým rodičům do Manchesteru, kde psal o svých aktivitách za předchozí 4 roky v rámci stipendia 1851 Exhibition Commissioners [17] .

Rutherford dal Chadwickovi učitelskou práci na částečný úvazek, což mu umožnilo pokračovat ve výzkumu [17] . Zvažoval náboje jader platiny, stříbra a mědi a experimentálně zjistil, že se shodují s atomovými čísly s chybou menší než 1,5 % [18] . V dubnu 1919 se Rutherford stal vedoucím Cavendishovy laboratoře na University of Cambridge ao několik měsíců později se k němu přidal Chadwick. Chadwick získal Clerk Maxwell Fellowship v roce 1920 a zaregistroval se jako student pro doktorát na Gonville and Keys College v Cambridge. Titul získal v červnu 1921 [19] . V listopadu se stal Fellow of Gonville and Keys College [20] .

V roce 1925 se Chadwick setkal s Aileen Stewart - Brown , dcerou liverpoolského makléře. Vzali se v srpnu 1925 [21] s Kapitsou jako nejlepším mužem. Pár měl dvě dvojčata, Joannu a Judith, v únoru 1927 [22] .

Výzkum

Cambridge

Clerk-Maxwell Fellowship, které Chadwick obdržel, skončilo v roce 1923 a jeho nástupcem se stal ruský fyzik Pyotr Kapitsa . Předseda poradního sboru ministerstva průmyslového výzkumu William McCormick zařídil, aby Chadwick zaujal pozici asistenta ředitele v Cavendishově laboratoři a stal se Rutherfordovým výzkumným asistentem [4] . V této roli Chadwick pomohl Rutherfordovi vybrat studenty pro doktoráty. O několik let později zařadil do seznamu Johna Cockcrofta, Normana Feathera a Marka Oliphanta, které pojilo silné přátelství s Chadwickem. Stejně jako mnoho studentů netušili, co chtějí prozkoumat, a tak jim Rutherford a Chadwick navrhli témata. Chadwick upravil všechny dokumenty napsané v laboratoři [21] .

Ve svém výzkumu Chadwick pokračoval ve studiu jádra atomu . V roce 1925 umožnil koncept spinu fyzikům ospravedlnit Zeemanův efekt , ale také vytvořil mnoho nových otázek. Takže se předpokládalo, že jádro se skládá z protonů a elektronů ; například se předpokládalo, že jádro dusíku s hmotnostním číslem 14 se skládá ze 14 protonů a 7 elektronů. To dalo jádru správný náboj a hmotnost, ale špatný celkový spin [24] .

Na Cambridgeské konferenci o beta částicích a gama záření v roce 1929 se Chadwick znovu setkal s Geigerem. Geiger mu přinesl nový model svého pultu, vylepšený jeho postdoktorem Walterem Müllerem. Chadwick nepoužíval přístroj od začátku války a nový Geiger-Mullerův počítač byl potenciálně velkým vylepšením scintilační techniky tehdy používané v Cambridge, která ke studiu používala lidské vidění. Tímto způsobem však bylo současně detekováno záření alfa, beta a gama a radium, které bylo běžně používáno při experimentech v Cavendishově laboratoři, vyzařovalo všechny tři typy záření, a proto nebylo vhodné pro experiment koncipovaný Chadwickem. Polonium se však rozpadalo pouze zářením alfa a Lise Meitner poslala Chadwickovi 2 mCi (asi 0,5 µg) polonia z Německa [25] [26] .

V Německu Walter Bothe a jeho student Herbert Becker používali polonium k bombardování beryllia částicemi alfa , které produkovaly neutrální záření s velkou pronikavou silou; předpokládali, že jde o vysokoenergetické gama záření. Chadwick měl australského člena výstavy z roku 1851 , vědce Hugha Webstera, který zopakoval výsledky Botheho a Beckera. Pro Chadwicka bylo toto záření důkazem toho, co on a Rutherford léta předpokládali: existenci neutronu , hypotetické jaderné částice bez elektrického náboje [25] . Pak v lednu 1932 Feather zaujal Chadwickovu pozornost dalším překvapivým výsledkem. Frédéric Joliot-Curie a Irene Joliot-Curie uspěli ve vyřazení protonů z parafínu pomocí polonia a berylia jako zdroje toho, co považovali za gama záření. Rutherford a Chadwick nesouhlasili: protony byly na to příliš těžké. Neutrony přitom potřebovaly k dosažení tohoto efektu jen malé množství energie. V Římě Ettore Majorana dospěl ke stejnému závěru: Joliot-Curie objevil neutron, ale nerozuměl mu [27] . Chadwick se vzdal všech svých povinností, aby se soustředil na prokázání existence neutronu. Pomáhal mu Feather [28] a často pracovali v noci. Neznámé záření z beryliového terče ozářeného poloniem bylo namířeno na materiál, jako je parafín; protony vyražené z parafínu pak šly do malé ionizační komory , ve které byly zaznamenány osciloskopem ; měřením energie protonů bylo možné přesně vypočítat energii „berylliového“ záření [27] .

V únoru 1932, po několika týdnech experimentování, poslal Chadwick dopis do časopisu Nature s názvem „Možná existence neutronu“ [29] . O svých zjištěních podrobně informoval v článku nazvaném „Existence neutronu“ a předložil v květnu Proceedings of the Royal Society A [30] [31] . Jeho objev neutronu se stal novou etapou v pochopení struktury jádra [4] . Při čtení Chadwickových výsledků si Robert Bacher a Edward Condon uvědomili, že anomálie v předchozí teorii, jako je rotace atomu dusíku, by byly vyřešeny, kdyby rotace neutronu byla ½, a pak by jádro atomu dusíku muselo skládají se ze 7 protonů a 7 neutronů [32] [33] .

Teoretickí fyzici Niels Bohr a Werner Heisenberg zvažovali, zda by neutron mohl být základní jadernou částicí , jako je proton a neutron, spíše než párem proton-elektron [34] [35] [36] [37] . Heisenberg ukázal, že neutron velmi dobře zapadá do konceptu nové jaderné částice [36] [37] , ale jeho přesná povaha zůstala nejasná. V roce 1933 na přednášce Chadwick odhadl hmotnost neutronu na 1,0067 AU . e. m. , zatímco proton a elektron měly celkovou hmotnost rovnou 1,0078 a.u. e. m. To znamenalo, že pokud by neutron byl elektron-protonový kompozit, vazebná energie by musela být 2 MeV, což znělo rozumně [ 38] , i když bylo obtížné pochopit, jak může být částice s tak malou vazebnou energií stabilní. 37] . Odhad tak malého rozdílu v hmotnostech vyžadoval složitá a přesná měření a v letech 1933-1934 bylo získáno několik protichůdných výsledků. Bombardováním bóru částicemi alfa získali Frédéric Joliot-Curie a Irene Joliot-Curie velkou hodnotu pro hmotnost neutronu, zatímco tým Ernesta Lawrence na Kalifornské univerzitě získal malou hodnotu [39] . Poté Maurice Goldhaber , uprchlík z nacistického Německa a absolvent Cavendishovy laboratoře, navrhl Chadwickovi myšlenku, že deuterium by mohlo být rozloženo působením 2 MeV gama záření generovaného thallium-208 (dříve známé jako „ thorium C “).

2
1
D
 + y  → 11
_
H
n

Z tohoto procesu lze určit přesné měření hmotnosti neutronu. Chadwick a Goldhaber to zkusili a zjistili, že to funguje [40] [41] [42] . Změřili kinetickou energii protonu, která se ukázala jako 1,05 MeV, takže hmotnost neutronu zůstala v rovnici neznámá. Chadwick a Goldhaber vypočítali, že hmotnost neutronu byla mezi 1,0084 a 1,0090 atomových jednotek, v závislosti na hodnotách použitých pro hmotnost protonu a atomu deuteria [43] [42] . (Moderně akceptovaná hodnota hmotnosti neutronu je 1,00866(6) amu). Hmotnost neutronu se ukázala být příliš velká na to, aby se jednalo o elektron-protonový pár [43] .

Za objev neutronu získal Chadwick v roce 1932 Hughesovu medaili Královské společnosti, v roce 1935 Nobelovu cenu za fyziku, v roce 1950 Copleyovu medaili a v roce 1951 Franklinovu medaili [44] . Objev neutronu umožnil získat v laboratoři prvky těžší než uran zachycením pomalých neutronů a následným beta rozpadem. Na rozdíl od kladně nabitých částic alfa, které jsou odpuzovány od jader jiných atomů v důsledku elektrických sil v nich, neutrony nepotřebují překonávat Coulombovu bariéru , a proto mohou proniknout a zabudovat do jader ještě těžší prvky než uran. To inspirovalo Enrica Fermiho ke studiu jaderných reakcí způsobených srážkami jader s pomalými neutrony, za práci, za kterou by Fermi obdržel Nobelovu cenu v roce 1938 [45] .

4. prosince 1930 navrhl Wolfgang Pauli zavedení dalšího typu částice k vysvětlení spojitého spektra beta záření, o kterém psal Chadwick v roce 1914. Protože nelze vypočítat veškerou energii beta, zdálo se, že byl porušen zákon zachování energie, ale Pauli tvrdil, že by se to dalo napravit zavedením nové neobjevené částice [46] . Pauli to také nazýval neutron, ale nebyla to stejná částice jako neutron Chadwick. Fermi přejmenoval částici na „ neutrino “, což v italštině znamená „malý neutron“ [47] . V roce 1934 Fermi navrhl svou teorii beta rozpadu, která vysvětlila, že elektron emitovaný z jádra by měl za následek proton, elektron a neutrino [48] [49] . Neutrino by mohlo vysvětlit chybějící energii, ale částice s malou hmotností a bez elektrického náboje bylo obtížné studovat. Rudolf Peierls a Hans Bethe ukázali, že neutrina mohou snadno projít Zemí, takže šance na jejich detekci je velmi malá [50] [51] . Frederick Reines a Clyde Cowan potvrdili existenci 14. června 1965 umístěním detektoru do velkého proudu antineutrin z blízkého jaderného reaktoru [52] .

Liverpool

Na začátku Velké hospodářské krize v Anglii začala vláda šetřit na vědě. Ve stejné době se objevil Lawrenceův nedávný vynález, cyklotron , slibující revoluci v experimentální jaderné fyzice, a Chadwick cítil, že Cavendishova laboratoř by zaostávala, kdyby žádný neměla. Rozzlobil se proto na Rutherforda, který pevně věřil, že dobrá práce v jaderné fyzice se dá dělat bez mnohem drahých zařízení, a odmítl žádost o cyklotron [53] .

Chadwick byl kritikem Big Science obecně a Lawrence zvláště, jehož přístup považoval za nedbalý a zaměřil se na technologii na úkor vědy. Když Lawrence na Solvayském kongresu v roce 1933 postuloval existenci nové dosud neznámé částice, kterou nazval možným zdrojem nekonečné energie , Chadwick reagoval tím, že výsledky byly spíše kontaminací zařízení [54] . Zatímco Lawrence překontroloval své výsledky v Berkeley , jen aby zjistil, že Chadwick měl pravdu, Rutherford a Oliphant prováděli výzkum v Cavendishově laboratoři, který ukázal, že deuterium explodovalo za vzniku hélia-3 , což způsobilo účinek, který Lawrence pozoroval. To byl další velký objev, ale urychlovač částic Rutherford-Oliphant byl velmi drahým zařízením [55] [56] [57] [58] .

V březnu 1935 Chadwick dostal nabídku na křeslo ve fyzice na univerzitě v Liverpoolu , rodném městě jeho manželky, po Lionelu Wilberforce. Laboratoř byla tak stará, že stále běžela na stejnosměrný proud, ale Chadwick využil příležitosti a 1. října 1935 se ujal křesla. Prestiž univerzity brzy posílila Chadwickova Nobelova cena, která byla vyhlášena v listopadu 1935 [59] . Jeho medaile byla prodána v aukci v roce 2014 za 329 000 $ [60] .

Chadwick se pustil do pořízení cyklotronu pro Liverpool. Nejprve utratil 700 liber za modernizaci starých laboratoří v Liverpoolu, takže některé komponenty byly vyrobeny přímo tam [61] . Podařilo se mu přesvědčit univerzitu, aby poskytla 2 000 £ a získal grant na další 2 000 £ od Královské společnosti [62] . Místní výrobce kabelů daroval měděné dráty pro cívky. 50tunový cyklotronový magnet a vakuovou komoru postavil Metropolitan-Vickers [63] . Cyklotron byl plně instalován a začal pracovat v roce 1939. Celkové náklady 5 184 £ byly vyšší, než Chadwick obdržel od univerzity a Královské společnosti, takže Chadwick musel zaplatit zbytek své Nobelovy ceny (která činila 8 243 £) [64] .

V Liverpoolu úzce spolupracovala lékařská a přírodovědná fakulta. Chadwick se automaticky stal členem výboru obou fakult a v roce 1938 byl jmenován do komise vedené hrabětem z Derby pro studium léčby rakoviny v Liverpoolu. Chadwick navrhl, že neutrony a radioaktivní izotopy produkované 27palcovým cyklotronem by mohly být použity ke studiu biochemických procesů a stát se zbraní v boji proti rakovině [65] [66] .

Druhá světová válka

Britský jaderný projekt

V Německu Otto Hahn a Fritz Strassmann bombardovali uran neutrony a poznamenali, že mezi výslednými produkty bylo baryum, lehčí prvek. Až dosud se v tomto procesu získávaly pouze stejné nebo těžší prvky. V lednu 1939 Meitner a její synovec Otto Frisch ohromili fyzikální komunitu prací, která tento výsledek vysvětlila [67] . Navrhli teorii, že atomy uranu, když jsou bombardovány neutrony, se mohou rozpadnout na dva zhruba stejné fragmenty, což je proces, který nazývali štěpení. Vypočítali, že by to mohlo vést k uvolnění asi 200 MeV energie, což znamená, že uvolnění energie je řádově větší než při chemických reakcích [68] a Frisch potvrdil jejich teorii experimentálně [69] . Hahn brzy poznamenal, že pokud by se neutrony uvolnily během štěpení, byla by možná řetězová reakce [70] . Francouzští vědci Pierre Geliotte , Gan von Halban a Lev Kovarsky brzy potvrdili, že při jedné štěpné události byl skutečně emitován více než jeden neutron [71] . V článku, jehož autorem je americký fyzik John Wheeler , Bohr řekl, že štěpení s největší pravděpodobností nastává u izotopu uranu-235, což je pouze 0,7 % přírodního uranu [72] [73] .

Chadwick nevěřil, že existuje nějaká šance na další válku s Německem v roce 1939 a vzal svou rodinu na dovolenou k odlehlému jezeru v severním Švédsku. Zpráva o začátku druhé světové války proto šokovala. Protože nechtěl strávit další válku v internačním táboře, rozhodl se Chadwick co nejrychleji vrátit do Stockholmu, ale když tam dorazil se svou rodinou, zjistil, že letecká doprava mezi Stockholmem a Londýnem byla pozastavena. Do Anglie se vrátili na nákladním parníku. Když Chadwick dorazil do Liverpoolu, zjistil, že Joseph Rotblat , polský postdoktor , který přišel pracovat na cyklotronu, strádal, protože nemohl získat finanční prostředky z Polska. Chadwick ho okamžitě najal jako lektora, navzdory jeho špatné znalosti angličtiny [74] .

V říjnu 1939 Chadwick obdržel dopis od sira Edwarda Appletona , tajemníka oddělení vědeckého a průmyslového výzkumu, který se dotazoval na proveditelnost atomové bomby. Chadwick odpověděl opatrně. Takovou možnost nevyloučil, pečlivě však popsal mnohé teoretické i praktické potíže s tím spojené. Chadwick se rozhodl studovat vlastnosti oxidu uranu s Rotblatem [75] . V březnu 1940 Otto Frisch a Rudolf Peierls na univerzitě v Birminghamu znovu přezkoumali teoretické otázky týkající se dokumentu, který se stal známým jako Frisch -Peierls memorandum Místo studia kovového uranu studovali, co se může stát s koulí čistého uranu-235, a zjistili, že nejen že je možná řetězová reakce, ale že potřebuje méně uranu-235 a uvolňuje energii, a to jak z tun dynamitu [ 76] .

Pro další studium této problematiky byla vytvořena zvláštní pododdělení Výboru pro vědecký přehled letecké války (CSSAW) , známé jako výbor MAUD . Sir George Thomson se stal předsedou a původní sestava zahrnovala Chadwicka spolu s Markem Oliphantem, Johnem Cockcroftem a Philipem Moonem . Zatímco jiné týmy studovaly způsoby obohacování uranu , Chadwickův tým v Liverpoolu se soustředil na určení průřezu pro jadernou reakci uranu-235 [78] . V dubnu 1941 bylo experimentálně potvrzeno, že kritická hmotnost uranu-235 může být 8 kilogramů nebo méně [79] . Výzkum komplikovalo téměř nepřetržité bombardování okolí liverpoolské laboratoře; okna byla rozbita tak často, že byla nahrazena lepenkou [80] .

V červenci 1941 byl Chadwick vybrán, aby napsal závěrečnou zprávu MAUD, která, když ji Vanevar Bush v říjnu 1941 předložil prezidentu Franklinu Rooseveltovi , inspirovala britskou vládu k investování milionů dolarů do vývoje atomové bomby [81] . Když Harold Urey a George Pegram navštívili Británii, aby viděli, jak to chodí s britským jaderným projektem [81] , nyní známým jako projekt Tube Alloys [82] , Chadwick jim řekl: „Rád bych vám řekl, že nebude fungovat, ale jsem si na 90 % jistý, že ano“ [83] .

Graham Farmello ve své knize o projektu bomby napsal, že „Chadwick udělal víc než kterýkoli jiný vědec, aby dal Churchillovi bombu.... Chadwick byl testován téměř na hranici možností“ [84] . Chadwick byl tak zoufalý, že nemohl spát, a tak se dal na prášky na spaní, které bral po většinu svého života. Chadwick později řekl, že si uvědomil, že „Postavit jadernou bombu bylo nejen možné, bylo to nevyhnutelné. Dříve nebo později nám tyto myšlenky nemohly být cizí. Každý by o nich brzy přemýšlel a některá země by je uvedla do akce“ [85] . Herman Bondi řekl, že to bylo štěstí, že Chadwick, a ne Rutherford, byl starší anglické fyziky v té době, jak latter je prestiž by mohla potlačili Chadwickův zájem na vyhlídkách na vývoj bomby [86] .

Projekt Manhattan

Kvůli nebezpečí leteckého bombardování poslal Chadwick své děti do Kanady v rámci vládního evakuačního plánu [87] . Chadwick tam nechtěl přesunout práci projektu Tube Alloys , protože se domníval, že Anglie je nejlepším místem pro závod na separaci izotopů [88] . Velikost tohoto úsilí se stala zjevnější v roce 1942: dokonce i pilotní zařízení na separaci izotopů by stálo více než 1 milion liber a namáhalo britské zdroje, nemluvě o továrně v plném měřítku, která se odhaduje na 25 milionů liber. Měl být postaven v Americe [89] . V době, kdy byla Británie přesvědčena, že spolupráce je nezbytná, pokročil americký projekt Manhattan tak daleko, že se Američanům už nezdálo spojení sil s Británií tak nutné, ačkoli stále dychtivě chtěli využít Chadwickův talent [90] .

Otázka spolupráce se musela dostat na nejvyšší úroveň. V září 1943 uzavřeli předseda vlády Winston Churchill a prezident Roosevelt Quebeckou dohodu , která obnovila spolupráci mezi Británií, Spojenými státy a Kanadou. Chadwick, Oliphant, Peierls a Simon byli povoláni do Spojených států ředitelem Tube Alloys, Sirem Walasem Eckersem, aby pracovali na projektu Manhattan. Quebecká dohoda zřídila nový politický výbor pro řízení společného projektu. Američanům se Akers nelíbil, a tak byl Chadwick jmenován technickým poradcem Společného politického výboru a vedoucím britské mise .

Chadwick ponechal Rothblatovi na starosti Liverpool a v listopadu 1943 začal s inspekcí zařízení Manhattan Project, s výjimkou komplexu Hanford , který produkoval plutonium, kam měl zakázáno chodit. Stal se jedinou osobou v týmu, kromě projektového manažera, generála Grovese a jeho druhého velitele, který měl povolen přístup do všech amerických výzkumných a výrobních zařízení pro uranovou bombu. Při sledování provozu K-25 , továrny na obohacování uranu v Oak Ridge , si Chadwick uvědomil, jak se mýlil, když během války postavil závod v Británii. Tak obrovský cíl nemohl být před Luftwaffe skryt [92] . Na začátku roku 1944 se přestěhoval do Los Alamos se svou ženou a dvojčaty, kteří v tomto okamžiku mluvili s kanadským přízvukem . Z bezpečnostních důvodů dostal jméno James Chaffee [94] .

Chadwick uznal, že Američané nepotřebují britskou pomoc, ale že tato pomoc může být užitečná pro rychlé a úspěšné dokončení projektu. V úzké spolupráci s ředitelem projektu Manhattan Grovesem udělal vše, co mohl, aby podpořil úsilí projektu [95] . Pokusil se také začlenit britské vědce do různých týmů pracujících na projektu, aby usnadnil budoucí práci na poválečném britském projektu jaderných zbraní. Žádosti od Groves přes Chadwick o převedení konkrétních anglických vědců do projektu se často setkávaly s odmítnutím ze strany současného pracoviště, firem, ministerstev nebo univerzit, ale byly splněny kvůli prioritě projektu Tube Alloys [96] . V důsledku toho byl příspěvek britského týmu k úspěchu projektu Manhattan rozhodující [97] .

Ačkoli měl Chadwick o projektu více znalostí než kdokoli jiný v Británii, [98] během války neměl přístup do komplexu Hanford. Když bylo veliteli RAF Portalovi v roce 1946 povoleno vidět Hanforda, Chadwick požádal Grovese, zda by mohl jít s Portalem. Groves odpověděl, že může jít, ale v tom případě „Portál toho moc neuvidí“ [99] .

Za své příspěvky získal Chadwick rytířský titul na New Year Honors 1945 [100] . Považoval to za uznání celého projektu „Tube Alloys“ [101] .

Začátkem roku 1945 trávil Chadwick většinu času ve Washingtonu a v dubnu 1945 se jeho rodina přestěhovala do domu ve washingtonském DuPont Circle [101] . Byl přítomen na zasedání Společného politického výboru 4. července, kdy polní maršál Henry Wislon jménem Británie souhlasil s použitím atomové bomby proti Japonsku . 16. července byl přítomen zkoušce jaderné zbraně , kdy byla atomová bomba poprvé odpálena [103] . Uvnitř testovacího designu byl polonium-berylium modulovaný neutronový iniciátor , další vývoj technologie, kterou Chadwick použil k objevení neutronu asi o deset let dříve [104] . William Lawrence, reportér New York Times připojený k projektu Manhattan, napsal, že „nikdy v historii se člověk nedožil zhmotnění svého vlastního objevu a s tak výrazným vlivem na osud člověka“ [105] .

Pozdější život

Krátce po skončení války byl Chadwick jmenován britským vědeckým poradcem Komise OSN pro atomovou energii. Byl také jmenován do britského poradního výboru pro atomovou energii, kde se střetl s Patrickem Blackettem , který nesouhlasil s Chadwickovou vírou, že Británie potřebuje své vlastní jaderné zbraně; ale tato pozice Chadwicka byla nakonec přijata. V roce 1946 se vrátil do Británie, stále trpící přídělovým systémem a nedostatkem [106] .

Sir James Mountford, vicekancléř Liverpoolské univerzity, si tehdy do svého deníku zapsal, že „nikdy jsem neviděl člověka tak fyzicky, duševně a duchovně unaveného“, jako byl Chadwick, když „se ponořil do takové hloubky morálního rozhodnutí, do kterého šťastnější lidé nikdy nezavolali, aby se ani jen podívali… [a zažili]… téměř nesnesitelnou agónii odpovědnosti vyplývající z jeho vědecké práce“ [107] .

V roce 1948 Chadwick přijal nabídku stát se ředitelem Gonville and Keys College v Cambridge . Práce to byla prestižní, ale nejistá; byl formálním šéfem koleje, ale moc byla ve skutečnosti v Radě 13 lidí, kterou nevedl. Jako vedoucí vysoké školy se Chadwick snažil zlepšit svou akademickou pověst. Zvýšil počet výzkumných stipendií z 31 na 49 a snažil se přivést na vysokou školu více talentovaných lidí [108] . To zahrnovalo kontroverzní rozhodnutí, jako bylo v roce 1951 najmutí čínského biochemika Tien-chin Tsao [109] a ekonoma maďarského původu Petera Bauera . V takzvaném „rolnickém povstání“ vedeném Patrickem Hadleym byl Chadwickův starý přítel vyloučen z Rady a nahrazen Bauerem. V následujících letech bylo mnoho Chadwickových přátel odstraněno z vedení a v listopadu 1958 odešel do důchodu. Bylo to během Chadwickova funkčního období, kdy vysokoškolský student Francis Crick objevil spolu s Jamesem Watsonem strukturu DNA [108] .

Chadwick koupil dům ve městě Denbigh ve Walesu, kde strávil deset šťastných let a věnoval velkou pozornost přípravě Rutherfordovy sbírky prací k publikaci . V roce 1968 se on a jeho manželka vrátili do Cambridge. být blíže dcerám [2] .

Chadwick těžce onemocněl a zřídkakdy opouštěl svůj byt, i když cestoval do Liverpoolu na oslavu svých osmdesátých narozenin. Protože byl celý život ateistou, neviděl na konci života smysl v přijímání víry. Zemřel ve spánku 24. července 1974 [110] .

Vzpomínka na Jamese Chadwicka

Jeho práce se nyní nachází v Churchill Archives Center v Cambridge a je k dispozici veřejnosti [111] . Je po něm pojmenována Chadwickova laboratoř na univerzitě v Liverpoolu [112] , stejně jako katedra experimentální fyziky Jamese Chadwicka, která byla po něm pojmenována v roce 1991 v rámci oslav stého výročí jeho narození [113] . Byl po něm pojmenován i kráter na Měsíci [114] . Je po něm pojmenována budova Jamese Chadwicka, ve které sídlí část School of Chemical Engineering and Analytical Sciences na University of Manchester [115] . Oficiální historička Úřadu pro atomovou energii Spojeného království Lorna Arnoldová ho popsala jako „fyzika, vědce-diplomata a dobrého, moudrého a humánního člověka“ [116] .

Ocenění a vyznamenání

Chadwick obdržel mnoho vyznamenání, včetně Medaile za zásluhy ze Spojených států a Pour le Mérite z Německa [110] . V roce 1927 byl zvolen členem Královské společnosti [4] [117] [118] a v roce 1946 se stal zahraničním členem Královské nizozemské akademie umění a věd [119] . Dne 1. ledna 1970 byl za „služby vědě“ [120] udělen titul Companion of Honor New Year Honors a byl představen v Buckinghamském paláci.

Poznámky

  1. 1 2 3 4 James Chadwick . Academytree.org . Staženo: 21. července 2014.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Falconer, 2004 .
  3. Brown, 1997 , pp. 3–5.
  4. 1 2 3 4 5 6 Nobelova cena za fyziku  1935 . NobelPrize.org. Staženo: 28. listopadu 2019.
  5. Rutherford, Chadwick, 1912 .
  6. Ernest Rutherford (odkaz není k dispozici) . Čísla v historii záření . Michiganská státní univerzita . Získáno 3. června 2014. Archivováno z originálu 29. června 2015. 
  7. Brown, 1997 , pp. 6–14.
  8. Brown, 1997 , pp. 16–21.
  9. Chadwick, 1914 .
  10. Chadwick, Ellis, 1922 .
  11. Weiner .
  12. Jensen, 2000 , str. 88–90.
  13. Brown, 1997 , pp. 24–26.
  14. Tento měsíc v historii fyziky: Květen 1932: Chadwick hlásí objev neutronu  // American Physical Society  : journal  . - 2007. - Sv. 16 , č. 5 . — P. 2 .
  15. Nekrolog: Sir James Chadwick (25. července 1974), str. 20, sloupec F.
  16. Nekrolog: Sir Charles Ellis (15. ledna 1980), str. 14, sloupec F.
  17. 12 Brown , 1997 , s. 39.
  18. Brown, 1997 , pp. 43.
  19. Brown, 1997 , pp. 43–50.
  20. Brown, 1997 , str. 58.
  21. 12 Brown , 1997 , s. 73–76.
  22. Brown, 1997 , str. 85.
  23. Historie Cavendishe . Univerzita v Cambridge. Staženo: 15. srpna 2014.
  24. Brown, 1997 , pp. 92–93.
  25. 12 Brown , 1997 , s. 95–97.
  26. Podnájem .
  27. 12 Brown , 1997 , s. 103–104.
  28. Přepis rozhovoru Oral History s Normanem Featherem, relace I. American Institute of Physics, Niels Bohr Library and Archives (25. února 1971).
  29. Chadwick, I, 1932 .
  30. Chadwick II, 1932 .
  31. Chadwick, 1933 .
  32. Lov velryb, 2009 , str. 8–9.
  33. Bacher, Condon, 1932 .
  34. Heisenberg, I, 1932 .
  35. Heisenberg, II, 1932 .
  36. 12. Heisenberg , 1933 .
  37. 1 2 3 Bromberg, 1971 .
  38. Brown, 1997 , pp. 115–116.
  39. Heilbron, Seidel, 1989 , pp. 153–157.
  40. Goldhaber, 1934 .
  41. Chadwick, Goldhaber, 1934 .
  42. 1 2 Chadwick, Goldhaber, 1935 .
  43. 12 Brown , 1997 , s. 122–125.
  44. James Chadwick-Životopis . Nobelova nadace . Staženo: 21. dubna 2013.
  45. Brown, 1997 , pp. 125.
  46. Brown, 1997 , pp. 119–120.
  47. Zavřít, 2012 , str. 15–18.
  48. Fermi, 1968 .
  49. Zavřít, 2012 , str. 22–25.
  50. Zavřít, 2012 , str. 26–28.
  51. Bethe, H; Peierls , R. Neutrino   // Příroda . - 1934. - 7. dubna ( roč. 133 , č. 3362 ). — S. 532 . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/133532a0 . — .
  52. Zavřít, 2012 , str. 37–41.
  53. Brown, 1997 , pp. 129–132.
  54. Herken, 2002 , str. deset.
  55. Heilbron, Seidel, 1989 , pp. 165–167.
  56. Oliphant, Rutherford, 1933 .
  57. Oliphant, Kinsey, Rutherford, 1933 .
  58. Oliphant, Harteck, Rutherford, 1934 .
  59. Brown, 1997 , pp. 134–139.
  60. Gannon, Megan . Prodáno! Nobelova cena za objev neutronů Vydražena za 329 000 $  (4. června 2014). Staženo 16. září 2014.
  61. Brown, 1997 , str. 142.
  62. Brown, 1997 , pp. 149–151.
  63. Holt, 1994 .
  64. Brown, 1997 , pp. 173–174.
  65. Král, 1997 .
  66. Brown, 1997 , str. 150.
  67. Brown, 1997 , str. 170.
  68. Meitner, Frisch, 1939 .
  69. Frisch, 1939 .
  70. Hahn, Strassmann, 1939 .
  71. von Halban, Joliot, Kowarski, 1939 .
  72. Gowing, 1964 , pp. 24–27.
  73. Bohr, Wheeler, 1939 .
  74. Brown, 1997 , pp. 174–178.
  75. Gowing, 1964 , pp. 38–39.
  76. Gowing, 1964 , pp. 39–41.
  77. Gowing, 1964 , str. 45.
  78. Gowing, 1964 , str. 63.
  79. Brown, 1997 , str. 206.
  80. Brown, 1997 , str. 204.
  81. 1 2 Bundy, 1988 , str. 48–49.
  82. Gowing, 1964 , str. 109.
  83. Gowing, 1964 , str. 85.
  84. Farmelo, 2013 , str. 119.
  85. Brown, 1997 , str. 205.
  86. Bondi .
  87. Brown, 1997 , pp. 197–198.
  88. Brown, 1997 , pp. 218–219.
  89. Gowing, 1964 , pp. 141–142.
  90. Gowing, 1964 , str. 152.
  91. Gowing, 1964 , pp. 166–171.
  92. Brown, 1997 , str. 253.
  93. Brown, 1997 , pp. 250–261.
  94. Hoddeson, Henriksen, Meade, Westfall, 1993 , str. 95.
  95. Brown, 1997 , pp. 247–51.
  96. Gowing, 1964 , pp. 241–244.
  97. Szasz, 1992 , str. xvi.
  98. Gowing, 1964 , str. 329.
  99. Brown, 1997 , str. 317.
  100. Příloha k č. 36866, str. 1  (angl.)  // London Gazette  : noviny. — L. . — Ne. 36866 . — ISSN 0374-3721 . Rytíř bakalář
  101. 12 Brown , 1997 , s. 279.
  102. Brown, 1997 , str. 290.
  103. Brown, 1997 , str. 292.
  104. Brown, 1997 , str. 287.
  105. Laurence, 1946 , str. 26.
  106. Brown, 1997 , pp. 306, 316.
  107. Brown, 1997 , str. 323.
  108. 12 Brown , 1997 , s. 340–353.
  109. Zhang, 2010 .
  110. 12 Brown , 1997 , s. 360–363.
  111. Listy sira Jamese Chadwicka . Janus . Staženo: 26. dubna 2013.
  112. Liverpool Science Places . scienceplaces.org. Získáno 6. srpna 2014. Archivováno z originálu 15. srpna 2014.
  113. Univerzitní katedry a jejich nositelé v minulosti a současnosti . University of Liverpool . Staženo: 1. srpna 2014.  (nepřístupný odkaz)
  114. Planetární názvy: Kráter, krátery: Chadwick na Měsíci (odkaz není k dispozici) . Geologický průzkum Spojených států . Získáno 12. srpna 2012. Archivováno z originálu 22. listopadu 2017. 
  115. James Chadwick Building - pokyny . Univerzita v Manchesteru. Staženo: 18. května 2016.
  116. Arnold, 1998 .
  117. Chadwick; Vážený pane; James (1891-1974  )
  118. Massey, Feather, 1976 , str. jedenáct.
  119. J. Chadwick (1891–1974) . Královská nizozemská akademie umění a věd. Staženo: 21. července 2015.
  120. Příloha k č. 44999, str. 23  (angl.)  // London Gazette  : noviny. — L. . — Ne. 44999 . — ISSN 0374-3721 . Společník cti

Literatura

Odkazy