Джеймс Чедвик

Джеймс Чедвик (англ. James Chadwick; 20 октября 1891, Боллингтон, Чешир, Англия — 24 июля 1974, Кембридж, Англия) — британский физик, наиболее известный открытием нейтрона в 1932 году. За это открытие он был удостоен Нобелевской премии по физике в 1935 году. Чедвик также внёс значительный вклад в развитие ядерной физики, участвовал в Манхэттенском проекте по созданию атомной бомбы.

Ранние годы и образование

Джеймс Чедвик родился в семье Джона Джозефа Чедвика и Энн Мэри Ноулз. Его отец был владельцем хлопкопрядильной фабрики, а мать — домохозяйкой. В 1908 году Чедвик поступил в Манчестерский университет, где первоначально изучал математику, но вскоре переключился на физику. Его наставником стал Эрнест Резерфорд, который оказал огромное влияние на его научную карьеру.

В 1911 году Чедвик получил степень бакалавра, а в 1913 году — магистра. В том же году он отправился в Берлин, где работал в Физико-техническом институте под руководством Ганса Гейгера. С началом Первой мировой войны Чедвик был интернирован как гражданин вражеского государства и провёл четыре года в лагере для интернированных в Рулебене (Германия). Несмотря на тяжёлые условия, он продолжал научные эксперименты, используя подручные материалы, и даже организовал небольшую лабораторию.

Научная карьера

Работа с Резерфордом

После возвращения в Англию в 1919 году Чедвик присоединился к Резерфорду в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Вместе они изучали искусственное расщепление ядра атома при бомбардировке альфа-частицами. В 1920 году Резерфорд выдвинул гипотезу о существовании нейтральной частицы в ядре, но экспериментальных доказательств тогда не было.

Открытие нейтрона

В 1930 году немецкие физики Вальтер Боте и Герберт Беккер обнаружили, что при облучении бериллия альфа-частицами возникает проникающее излучение, которое они ошибочно приняли за гамма-лучи. В 1932 году Ирен и Фредерик Жолио-Кюри повторили эксперимент и показали, что это излучение способно выбивать протоны из парафина. Однако они также интерпретировали его как гамма-излучение.

Чедвик, ознакомившись с этими результатами, предположил, что излучение состоит из нейтральных частиц с массой, близкой к массе протона. Он провёл серию экспериментов, в которых бомбардировал бериллий альфа-частицами и измерял энергию выбитых протонов из различных материалов (парафина, водорода, гелия). Результаты подтвердили его гипотезу: масса частицы составляла примерно 1,0087 атомной единицы массы, а заряд отсутствовал. Открытие нейтрона было опубликовано в журнале Nature в феврале 1932 года.

Последствия открытия

Открытие нейтрона имело революционное значение для физики. Нейтрон стал идеальным снарядом для ядерных реакций, так как он не имеет заряда и не отталкивается ядрами. Это открыло путь к искусственному расщеплению ядер, созданию ядерных реакторов и атомной бомбы. В 1935 году Чедвик получил Нобелевскую премию по физике «за открытие нейтрона».

Участие в Манхэттенском проекте

В 1939 году, после начала Второй мировой войны, Чедвик активно включился в британские ядерные исследования. Он был членом Комитета по урану (Maud Committee), который оценивал возможность создания атомной бомбы. В 1941 году комитет пришёл к выводу, что создание бомбы технически осуществимо, и рекомендовал начать её разработку.

В 1943 году, в рамках Квебекского соглашения, британская группа учёных присоединилась к американскому Манхэттенскому проекту. Чедвик возглавил британскую миссию и работал в Лос-Аламосской лаборатории (США). Его вклад включал координацию исследований, разработку методов обогащения урана и создание плутониевых бомб. Чедвик присутствовал при испытании «Тринити» 16 июля 1945 года и был одним из подписавших доклад о готовности бомбы к применению.

После войны Чедвик вернулся в Великобританию, где стал советником правительства по ядерным вопросам. Он выступал за международный контроль над ядерным оружием, но при этом поддерживал создание британского ядерного арсенала.

Поздние годы и наследие

В 1948 году Чедвик вышел на пенсию, но продолжал заниматься научной и общественной деятельностью. Он был членом Лондонского королевского общества (с 1927 года) и его президентом в 1950–1955 годах. В 1945 году он был посвящён в рыцари, а в 1970 году получил Орден «За заслуги».

Джеймс Чедвик скончался 24 июля 1974 года в Кембридже. Его имя увековечено в названии нейтронной звезды (пульсар Чедвика), а также в ряде научных премий и стипендий.

Критика и противоречия

В научной среде нет серьёзной критики открытия Чедвика. Однако его участие в Манхэттенском проекте и поддержка создания атомной бомбы иногда ставятся ему в упрёк, особенно в контексте гуманитарных последствий бомбардировок Хиросимы и Нагасаки. Сам Чедвик в интервью 1960-х годов выражал сожаление по поводу применения ядерного оружия, но считал его создание необходимым для предотвращения более масштабной катастрофы в случае, если бы нацистская Германия первой разработала бомбу.

Интересные факты

• В лагере для интернированных в Рулебене Чедвик организовал не только лабораторию, но и читальный зал, где заключённые могли изучать научные журналы.
• Чедвик был одним из немногих учёных, кто лично знал всех трёх «отцов атомной бомбы»: Роберта Оппенгеймера, Энрико Ферми и Нильса Бора.
• Его имя носит кратер на Луне (Чедвик) и минерал чедвикит.

Источники

• James Chadwick. The Collected Papers of James Chadwick. Cambridge University Press, 1995.
• Andrew Brown. The Neutron and the Bomb: A Biography of Sir James Chadwick. Oxford University Press, 1997.
• Richard Rhodes. The Making of the Atomic Bomb. Simon & Schuster, 1986.
• Нобелевский комитет. James Chadwick – Biographical. NobelPrize.org, 1935.
• Royal Society. James Chadwick, 1891–1974. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 1975.