Sir James Chadwick CH (Manchester, Anglaterra 1891 - Cambridge 1974) va ser un físic anglès que va ser guardonat amb el Premi Nobel de Física l'any 1935 pel seu descobriment del neutró el 1932. El 1941, va escriure l'esborrany final de l'Informe MAUD, que va inspirar el govern dels Estats Units a començar seriosos esforços de recerca de la bomba atòmica. Va ser el cap de l'equip britànic que va treballar en el Projecte Manhattan durant la Segona Guerra Mundial. Va ser nomenat cavaller a Gran Bretanya el 1945 pels seus èxits en física.
Chadwick es va graduar a la Universitat Victoria de Manchester el 1911, on va estudiar amb Ernest Rutherford (conegut com el pare de la física nuclear). A Manchester, va continuar estudiant amb Rutherford fins que se li va concedir el màster el 1913. El mateix any, Chadwick va rebre una beca de recerca de 1851 de la Comissió Reial per a l'Exposició de 1851. Va optar per estudiar la radiació beta amb Hans Geiger a Berlín. Utilitzant el comptador Geiger desenvolupat recentment de Geiger, Chadwick va poder demostrar que la radiació beta produïa un espectre continu, i no línies discretes com s'havia pensat. Encara a Alemanya quan va esclatar la Primera Guerra Mundial a Europa, va passar els quatre anys següents al camp d'internament de Ruhleben.
Després de la guerra, Chadwick va seguir a Rutherford al Laboratori Cavendish de la Universitat de Cambridge, on Chadwick va obtenir el seu títol de Doctor en Filosofia sota la supervisió de Rutherford a Gonville i Caius College, Cambridge, el juny de 1921. Va ser el subdirector d'investigació de Rutherford al Laboratori Cavendish durant més d'una dècada, en una època en què era un dels centres més importants del món per a l'estudi de la física, atraient estudiants com John Cockcroft, Norman Feather i Mark Oliphant. Chadwick va seguir el seu descobriment del neutró mesurant la seva massa. Va anticipar que els neutrons es convertirien en una arma important en la lluita contra el càncer. Chadwick va abandonar el laboratori Cavendish el 1935 per fer-se professor de física a la Universitat de Liverpool, on va revisar un laboratori antiquat i, amb la instal·lació d'un ciclotró, el va convertir en un centre important per a l'estudi de la física nuclear.
Durant la Segona Guerra Mundial, Chadwick va dur a terme investigacions com a part del projecte Tube Alloys per construir una bomba atòmica, mentre que el seu laboratori de Manchester i els voltants van ser assetjats pels bombardejos de la Luftwaffe. Quan l'Acord del Quebec va fusionar el seu projecte amb el Projecte Manhattan americà, va passar a formar part de la Missió Britànica, i va treballar al Laboratori de Los Alamos i a Washington, DC. Va sorprendre a tothom guanyant-se la confiança gairebé total de la directora del projecte Leslie R. Groves Jr. Pels seus esforços, Chadwick va rebre el títol de cavaller als Honors d'Any Nou l'1 de gener de 1945. El juliol de 1945, va veure la prova nuclear de Trinity. Després d'això, va exercir com a assessor científic britànic de la Comissió d'Energia Atòmica de les Nacions Unides. Incòmode amb la tendència cap a Big Science, es va convertir en el mestre de Gonville i Caius College el 1948. Es va jubilar el 1959.
Biografia Educació i primers anys James Chadwick va néixer a Bollington, Cheshire, el 20 d'octubre de 1891, el primer fill de John Joseph Chadwick, un filador de cotó, i d'Anne Mary Knowles, una criada domèstica. Va rebre el nom de James en honor al seu avi patern. El 1895, els seus pares es van traslladar a Manchester, deixant-lo a càrrec dels seus avis materns. Va anar a l'escola primària de Bollington Cross i se li va oferir una beca a la Manchester Grammar School, que la seva família va haver de rebutjar perquè no es podien permetre les petites taxes que encara s'havien de pagar. En comptes d'això, va assistir a la Central Grammar School for Boys de Manchester, on es va reunir amb els seus pares. Ara tenia dos germans petits, en Harry i en Hubert; una germana havia mort en la infància. Als 16 anys, es va presentar a dues oposicions per a les beques universitàries, i les va guanyar totes dues.
Chadwick va optar per assistir a la Universitat Victoria de Manchester, a la qual va entrar el 1908. Pretenia estudiar matemàtiques, però es va matricular en física per error. Com la majoria dels estudiants, vivia a casa, caminant les 4 milles fins a la universitat i tornada cada dia. Al final del seu primer any, se li va concedir una beca Heginbottom per estudiar física. El departament de física estava dirigit per Ernest Rutherford, que va assignar projectes d'investigació als estudiants d'últim any, i va donar instruccions a Chadwick que dissenyés un mitjà per comparar la quantitat d'energia radioactiva de dues fonts diferents. La idea era que es poguessin mesurar en funció de l'activitat d'1 g de radi, una unitat de mesura que es coneixeria com a curie. L'enfocament suggerit per Rutherford no era viable, cosa que Chadwick sabia però que tenia por de dir-li a Rutherford, així que Chadwick va continuar i finalment va idear el mètode necessari. Els resultats es van convertir en el primer article de Chadwick, que, en coautor amb Rutherford, es va publicar el 1912. Es va graduar amb honors de primera classe el 1911.
Després d'haver ideat un mitjà per mesurar la radiació gamma, Chadwick va procedir a mesurar l'absorció de raigs gamma per diversos gasos i líquids. Aquesta vegada el document resultant es va publicar només amb el seu nom. Va rebre el títol de Màster en Ciències (MSc) el 1912 i va ser nomenat Beyer Fellow. L'any següent se li va concedir una Beca de recerca de 1851, que li va permetre estudiar i investigar en una universitat de l'Europa continental.
A Alemanya El 1913 va optar per anar a la Physikalisch-Technische Reichsanstalt de Berlín, per estudiar la radiació beta amb Hans Geiger. Utilitzant el comptador Geiger desenvolupat recentment de Geiger, que proporcionava més precisió que les tècniques fotogràfiques anteriors, va poder demostrar que la radiació beta no produïa línies discretes, com s'havia pensat anteriorment, sinó un espectre continu amb pics en determinades regions. En una visita al laboratori de Geiger, a la Technische Hochschule de Berlín, avui dia Universitat Tècnica de Berlín, Albert Einstein va dir a Chadwick que: «Puc explicar qualsevol d'aquestes coses, però no puc explicar-les totes dues alhora». L'espectre continu continuaria sent un fenomen inexplicable durant molts anys.
Chadwick encara es trobava a Alemanya a l'inici de la Primera Guerra Mundial, i va ser arrestat i confinat al camp de concentració de Zivilgefangenenlager, prop de Berlín, on se li va permetre instal·lar un laboratori als estables i realitzar experiments científics amb materials improvisats com la pasta de dents radioactiva. Amb l'ajuda de Charles Drummond Ellis, va treballar en la ionització del fòsfor i la reacció fotoquímica del monòxid de carboni i el clor. Va ser alliberat després que l'armistici amb Alemanya entrés en vigor el novembre de 1918, i va tornar a casa dels seus pares a Manchester, on va escriure les seves troballes durant els quatre anys anteriors per als comissionats de l'Exposició de 1851.
Rutherford va donar a Chadwick una plaça de professor a temps parcial a Manchester, la qual cosa li va permetre continuar investigant. Va mirar la càrrega nuclear del platí, la plata i el coure i va trobar experimentalment que era el mateix que el nombre atòmic amb un error inferior a l'1,5%. L'abril de 1919, Rutherford es va convertir en director del Laboratori Cavendish de la Universitat de Cambridge, i Chadwick s'hi va unir uns mesos més tard. Chadwick va rebre una beca Clerk-Maxwell el 1920 i es va matricular com a estudiant de Doctor en Filosofia (PhD) al Gonville and Caius College, Cambridge. La primera meitat de la seva tesi va ser el seu treball amb els nombres atòmics. En el segon, va mirar les forces dins del nucli. El seu títol va ser atorgat el juny de 1921. Al novembre, es va convertir en membre del Gonville and Caius College.
Investigador Cambridge La beca Clerk-Maxwell de Chadwick va expirar el 1923, i el va succeir el físic rus Piotr Leonídovitx Kapitsa. El president del Consell Assessor del Departament d'Investigació Científica i Industrial, Sir William McCormick, va fer que Chadwick es convertís en el subdirector d'investigació de Rutherford. En aquest paper, Chadwick va ajudar a Rutherford a seleccionar estudiants de doctorat. Durant els següents anys, aquests inclourien John Cockcroft, Norman Feather i Mark Oliphant, que es convertirien en ferms amics de Chadwick. Com que molts estudiants no tenien ni idea del que volien investigar, Rutherford i Chadwick van suggerir temes. Chadwick va editar tots els articles produïts pel laboratori.
esquerra|miniatura|L'edifici original del Laboratori Cavendish va ser el lloc d'alguns dels grans descobriments de la física. Va ser fundada l'any 1874 pel duc de Devonshire (el cognom del qual era Cavendish), i el seu primer professor va ser James Clerk Maxwell. Des de llavors, el laboratori és va traslladar a West Cambridge.
El 1925, Chadwick va conèixer Ileen Stewart-Brown, la filla d'un corredor de borsa de Liverpool. Els dos es van casar l'agost de 1925, amb Kapitza de testimoni. La parella va tenir dues filles bessones, Joanna i Judith, que van néixer el febrer de 1927.
En la seva investigació, Chadwick va continuar investigant el nucli. El 1925, el concepte de spin havia permès als físics explicar l'efecte Zeeman, però també va crear anomalies inexplicables. Aleshores es creia que el nucli estava format per protons i electrons, de manera que es suposava que el nucli del nitrogen, per exemple, amb un nombre de massa de 14, contenia 14 protons i 7 electrons. Això li va donar la massa i la càrrega adequades, però el gir incorrecte.
En una conferència a Cambridge sobre partícules beta i raigs gamma el 1928, Chadwick va tornar a conèixer Geiger. Geiger havia portat amb ell un nou model del seu comptador Geiger, que havia estat millorat pel seu estudiant postdoctoral Walther Müller. Chadwick no n'havia utilitzat cap des de la guerra, i el nou comptador Geiger-Müller era potencialment una millora important respecte a les tècniques de centelleig que s'utilitzaven llavors a Cambridge, que es basaven en l'ull humà com a l'observació. El principal inconvenient va ser que detectava radiació alfa, beta i gamma, i el radi, que el laboratori Cavendish utilitzava normalment en els seus experiments, emetia les tres i, per tant, no era adequat per al que Chadwick tenia en ment. Tanmateix, el poloni és un emissor alfa, i Lise Meitner va enviar a Chadwick unes 2 mil·lícuries (aproximadament ) d'Alemanya.
A Alemanya, Walther Bothe i el seu alumne Herber havien utilitzat poloni per bombardejar el beril·li amb partícules alfa, produint una forma inusual de radiació. Chadwick va fer que l'estudiós de l'Exposició australià de 1851, Hugh Webster, dupliqués els seus resultats. Per a Chadwick, això era l'evidència d'una cosa que ell i Rutherford havien estat plantejant durant anys: el neutró, una partícula nuclear teòrica sense càrrega elèctrica. Aleshores, el gener de 1932, Feather va cridar l'atenció de Chadwick sobre un altre resultat sorprenent. Frédéric i Irène Joliot-Curie havien aconseguit treure protons de la cera de parafina utilitzant poloni i beril·li com a font del que pensaven que era radiació gamma. Rutherford i Chadwick no estaven d'acord; els protons eren massa pesats per a això. Però els neutrons només necessitarien una petita quantitat d'energia per aconseguir el mateix efecte. A Roma, Ettore Majorana va arribar a la mateixa conclusió: els Joliot-Curies havien descobert el neutró però no ho sabien.
miniatura|Laboratori de Sir Ernest Rutherford