Джеймс Чедвик - James Chadwick

Для епископа см. Джеймс Чедвик (епископ). Для американского гинеколога см. Джеймс Рид Чедвик.

Сэр Джеймс Чедвик
Джеймс Чедвик.jpg
Родился(1891-10-20)20 октября 1891 г.
Боллингтон, Чешир, Англия
Умер24 июля 1974 г.(1974-07-24) (82 года)
Кембридж, Англия
Национальностьанглийский
ГражданствоБританский
Альма-матер
Известен
Награды
Научная карьера
ПоляФизика
Учреждения
ДокторантЭрнест Резерфорд
Докторанты

Сэр Джеймс Чедвик, CH, ФРС (20 октября 1891 - 24 июля 1974) был британцем физик кто был награжден 1935 г. Нобелевская премия по физике для его открытие нейтрона в 1932 г. В 1941 г. он написал окончательный вариант Отчет MAUD, что вдохновило правительство США на серьезные Атомная бомба исследовательские усилия. Он был главой британской команды, которая работала над Манхэттенский проект в течение Вторая Мировая Война. Он был посвященный в рыцари в Великобритании в 1945 году за достижения в области физики.

Чедвик окончил Университет Виктории в Манчестере в 1911 г., где учился у Эрнест Резерфорд (известный как «отец ядерной физики»).[2] В Манчестере он продолжал учиться у Резерфорда, пока не получил степень магистра в 1913 году. В том же году Чедвик получил степень магистра. Исследовательская стипендия 1851 г. от Королевская комиссия по выставке 1851 года. Он решил учиться бета-излучение под Ганс Гейгер в Берлине. Используя недавно разработанный Гейгером счетчик Гейгера, Чедвик смог продемонстрировать, что бета-излучение вызывает непрерывный спектр, а не отдельные линии, как предполагалось. Еще в Германии, когда Первая Мировая Война вспыхнул в Европе, он провел следующие четыре года в Лагерь для интернированных Рухлебен.

После войны Чедвик последовал за Резерфордом в Кавендишская лаборатория на Кембриджский университет, где Чедвик заработал Доктор Философии степень под руководством Резерфорда из Колледж Гонвилля и Кая, Кембридж в июне 1921 года. Он был заместителем директора по исследованиям Резерфорда в Кавендишской лаборатории более десяти лет в то время, когда она была одним из ведущих мировых центров по изучению физики, привлекая таких студентов, как Джон Кокрофт, Норман Перо, и Марк Олифант. Чедвик следил за своим открытием нейтрон измеряя ее масса. Он ожидал, что нейтроны станут основным оружием в борьбе с раком. Чедвик покинул Кавендишскую лабораторию в 1935 году, чтобы стать профессором физики в Ливерпульский университет, где он капитально отремонтировал устаревшую лабораторию и, установив циклотрон, сделал его важным центром изучения ядерная физика.

Во время Второй мировой войны Чедвик проводил исследования в рамках Трубные сплавы проект по созданию атомной бомбы, в то время как его лаборатория в Манчестере и его окрестности подвергались преследованиям со стороны Люфтваффе бомбежка. Когда Квебекское соглашение объединил свой проект с американским Манхэттенским проектом, он стал частью Британской миссии и работал в Лос-Аламосская лаборатория и в Вашингтоне, округ Колумбия, он удивил всех, завоевав почти полное доверие директора проекта. Лесли Р. Гровс младший За свои усилия Чедвик получил рыцарское звание в Новогодние почести 1 января 1945 г.. В июле 1945 года он увидел Ядерное испытание троицы. После этого он служил британским научным советником Комиссии по атомной энергии Организации Объединенных Наций. Не нравится тенденция к Большая наука, Чедвик стал Мастер из Gonville and Caius College в 1948 году. Он вышел на пенсию в 1959 году.

Образование и ранняя жизнь

Джеймс Чедвик родился в Боллингтон, Чешир, 20 октября 1891 г.,[3][4] первый ребенок Джона Джозефа Чедвика, прядильщика хлопка, и Энн Мэри Ноулз, домашней прислуги. Его назвали Джеймсом в честь деда по отцовской линии. В 1895 году его родители переехали в Манчестер, оставив его на попечение бабушки и дедушки по материнской линии. Он ходил в начальную школу Боллингтон-Кросс, и ему предложили стипендию на обучение. Манчестерская гимназия, от которого его семье пришлось отказаться, поскольку они не могли позволить себе небольшие гонорары, которые все еще необходимо было заплатить. Вместо этого он посетил Центральная гимназия для мальчиков в Манчестере, воссоединившись со своими родителями там. Теперь у него было два младших брата, Гарри и Хьюберт; сестра умерла в младенчестве. В 16 лет он сдал два экзамена на получение университетской стипендии и выиграл оба.[5][6]

Чедвик решил принять участие Университет Виктории в Манчестере, куда он поступил в 1908 году. Он собирался изучать математику, но поступил в физика по ошибке. Как и большинство студентов, он жил дома, проходя 4 мили (6,4 км) до университета и обратно каждый день. В конце первого года обучения ему была присуждена стипендия Хегинботтома на изучение физики. Кафедрой физики руководил Эрнест Резерфорд, который поручил исследовательские проекты студентам последнего курса, и он проинструктировал Чедвика разработать способ сравнения количества радиоактивной энергии двух разных источников. Идея заключалась в том, что их можно было измерить по активности 1 грамма (0,035 унции) радий, единица измерения, которая станет известна как кюри. Предложенный Резерфордом подход был неработоспособным - это Чедвик знал, но боялся сказать Резерфорду, - поэтому Чедвик настаивал и в конце концов изобрел требуемый метод. Результаты стали первой статьей Чедвика, которая была опубликована в соавторстве с Резерфордом в 1912 году.[7] Он закончил с награды первого класса в 1911 г.[8]

Изобретя средство измерения гамма-излучения, Чедвик приступил к измерению поглощения гамма-лучей различными газами и жидкостями. На этот раз итоговая статья была опубликована только под его именем. Он был награжден Магистр естественных наук (Магистр) в 1912 году и был назначен стипендиатом Бейера. В следующем году он был награжден Стипендия выставки 1851 г., что позволило ему учиться и исследовать в университете континентальной Европы. Он решил пойти в Physikalisch-Technische Reichsanstalt в Берлине в 1913 г., чтобы учиться бета-излучение под Ганс Гейгер.[9] Используя недавно разработанный Гейгером счетчик Гейгера, что обеспечивало большую точность, чем предыдущие фотографические методы, он смог продемонстрировать, что бета-излучение не вызывает дискретные линии, как считалось ранее, а непрерывный спектр с пиками в определенных регионах.[10][11][12][13] В гостях в лаборатории Гейгера, Альберт Эйнштейн сказал Чедвику, что: «Я могу объяснить любую из этих вещей, но я не могу объяснить их обе одновременно».[12] Непрерывный спектр останется необъяснимое явление на протяжении многих лет.[14]

Чедвик все еще находился в Германии в начале Первая мировая война, и был интернирован в Лагерь для интернированных Рухлебен недалеко от Берлина, где ему было разрешено создать лабораторию в конюшнях и проводить научные эксперименты с использованием подручных материалов, таких как радиоактивная зубная паста.[15] С помощью Чарльз Драммонд Эллис, он работал над ионизация из фосфор, а фотохимическая реакция из монооксид углерода и хлор.[16][17] Он был освобожден после Перемирие с Германией вступил в силу в ноябре 1918 года и вернулся в дом своих родителей в Манчестере, где он записал свои выводы за предыдущие четыре года для комиссаров выставки 1851 года.[18]

Резерфорд дал Чедвику место преподавателя на неполный рабочий день в Манчестере, что позволило ему продолжить исследования.[18] Он посмотрел на ядерный заряд из платина, Серебряный, и медь, и экспериментально обнаружил, что это то же самое, что и атомный номер с погрешностью менее 1,5%.[19] В апреле 1919 года Резерфорд стал директором Кавендишская лаборатория на Кембриджский университет, и Чедвик присоединился к нему несколько месяцев спустя. Чедвик получил стипендию Клерка-Максвелла в 1920 году и поступил в Доктор Философии (PhD) студент в Колледж Гонвилля и Кая, Кембридж. Первой частью его диссертации была работа с атомными числами. Во втором он посмотрел на силы внутри ядро. Его степень была присуждена в июне 1921 года.[20] В ноябре он стал научным сотрудником колледжа Гонвилля и Кая.[21]

Исследователь

Кембридж

Ученичество Чедвика Клерк-Максвелл истекло в 1923 году, и его место занял русский физик. Петр Капица. Председатель Экспертного совета Отдел научных и производственных исследований, Сэр Уильям МакКормик организовал Чедвик, чтобы стать помощником директора исследований Резерфорда. В этой роли Чедвик помогал Резерфорду отбирать аспирантов. В течение следующих нескольких лет они будут включать Джон Кокрофт, Норман Перо и Марк Олифант, которые станут крепкими друзьями Чедвика. Поскольку многие студенты понятия не имели, что они хотят исследовать, Резерфорд и Чедвик предлагали темы. Чедвик редактировал все документы, подготовленные лабораторией.[22]

Лаборатория Кавендиша была домом для некоторых великих открытий в физике. Он был основан в 1874 г. Герцог Девонширский (Кавендиш - его фамилия), и его первым профессором был Джеймс Клерк Максвелл.[23]

В 1925 году Чедвик встретил Эйлин Стюарт-Браун, дочь ливерпульского биржевого маклера. Они поженились в августе 1925 года.[22] с Капицей как шафером. У пары родились дочери-близнецы Джоанна и Джудит в феврале 1927 года.[24]

В своих исследованиях Чедвик продолжал исследовать ядро. В 1925 году концепция вращение позволил физикам объяснить Эффект Зеемана, но это также создало необъяснимые аномалии. В то время считалось, что ядро ​​состоит из протоны и электроны, поэтому азот ядро, например, с массовое число из 14, как предполагалось, содержит 14 протонов и 7 электронов. Это дало ему право масса и зарядка, но неправильный отжим.[25]

На конференции в Кембридже по бета-частицам и гамма-квантам в 1928 году Чедвик снова встретился с Гейгером. Гейгер привез с собой новую модель счетчика Гейгера, которую усовершенствовал его аспирант. Вальтер Мюллер. Чедвик не пользовался ни одним со времен войны, а новый Счетчик Гейгера – Мюллера потенциально было серьезным улучшением по сравнению с мерцание методы, которые затем использовались в Кембридже, которые полагались на человеческий глаз для наблюдения. Основным недостатком этого метода было то, что он обнаруживал альфа, бета и гамма излучение и радий, которые лаборатория Кавендиша обычно использовала в своих экспериментах, испускали все три, и поэтому не подходили для того, что имел в виду Чедвик. Однако, полоний является альфа-излучателем, и Лиз Мейтнер отправил Чедвику около 2 милликюри (около 0,5 мкг) из Германии.[26][27]

В Германии, Вальтер Боте и его ученик Герберт Беккер использовал полоний для бомбардировки бериллий с альфа-частицами, производящими необычную форму излучения. Чедвик попросил своего австралийского исследователя выставки 1851 года Хью Вебстера повторить их результаты. Для Чедвика это было доказательством того, о чем они с Резерфордом годами выдвигали гипотезы: нейтрон, теоретическая ядерная частица без электрического заряда.[26] Затем, в январе 1932 года, Фезер обратил внимание Чедвика на еще один удивительный результат. Фредерик и Ирен Жолио-Кюри удалось выбить протоны из парафиновая свеча используя полоний и бериллий в качестве источника того, что они считали гамма-излучением. Резерфорд и Чедвик не согласились; протоны были слишком тяжелыми для этого. Но нейтронам потребуется лишь небольшое количество энергии для достижения того же эффекта. В Риме, Этторе Майорана пришли к такому же выводу: Жолио-Кюри открыли нейтрон, но не знали его.[28]

Лаборатория сэра Эрнеста Резерфорда

Чедвик отказался от всех своих других обязанностей, чтобы сосредоточиться на доказательстве существования нейтрона при помощи Фезера.[29] и часто работают поздно ночью. Он изобрел простой прибор, состоящий из цилиндра, содержащего источник полония и бериллиевую мишень. Полученное излучение затем можно было направить на такой материал, как парафин; смещенные частицы, которые были протонами, попадали в небольшую ионизационную камеру, где их можно было обнаружить с помощью осциллограф.[28]В феврале 1932 года, после двухнедельных экспериментов с нейтронами,[15] Чедвик отправил письмо Природа под названием «Возможное существование нейтрона».[30] Он подробно изложил свои выводы в статье, отправленной в Труды Королевского общества А под названием «Существование нейтрона» в мае.[31][32] Его открытие нейтрона была вехой в понимании ядра. Читая статью Чедвика, Роберт Бахер и Эдвард Кондон понял, что аномалии тогдашней теории, такие как спин азота, будут разрешены, если нейтрон будет иметь отжим 1/2 и что ядро ​​азота состоит из семи протонов и семи нейтронов.[33][34]

Физики-теоретики Нильс Бор и Вернер Гейзенберг рассмотрел, может ли нейтрон быть фундаментальным ядерная частица как протон и электрон, а не пара протон-электрон.[35][36][37][38] Гейзенберг показал, что нейтрон лучше всего можно описать как новую ядерную частицу,[37][38] но его точная природа оставалась неясной. В его 1933 г. Бейкерская лекция, Чедвик подсчитал, что нейтрон имеет массу около 1.0067 ты. Так как протон и электрон имели общую массу 1,0078 ед., это означало, что нейтрон как протон-электронная композиция имеет энергию связи около 2 МэВ, что звучало разумно,[39] хотя было трудно понять, как частица с такой маленькой энергией связи может быть стабильной.[38] Однако оценка такой малой разницы масс потребовала сложных точных измерений, и в 1933-1933 гг. Было получено несколько противоречивых результатов. Бомбардировкой бор с альфа-частицами Фредерик и Ирен Жолио-Кюри получили большое значение массы нейтрона, но Эрнест Лоуренс команда в Калифорнийский университет произвел маленький.[40] потом Морис Голдхабер, беженец из нацистская Германия и аспирант Кавендишской лаборатории предложили Чедвику, что дейтроны может быть фотодезинтегрированный гамма-лучами 2,6 МэВ 208Tl (тогда известный как торий C " ):

2
1D
 		+ 
γ
  		→ 1
1ЧАС
 		+ 
п

Точное значение массы нейтрона можно было определить по этому процессу. Чедвик и Голдхабер попробовали это и обнаружили, что это работает.[41][42][43] Они измерили кинетическую энергию образовавшегося протона как 1,05 МэВ, оставив массу нейтрона неизвестной в уравнении. Чедвик и Голдхабер подсчитали, что это было либо 1,0084, либо 1,0090 атомных единиц, в зависимости от значений, используемых для масс протона и дейтрона.[44][43] (Современное принятое значение массы нейтрона составляет 1.00866 ты.) Масса нейтрона была слишком велика для протон-электронной пары.[44]

За открытие нейтрона Чедвик был удостоен награды Медаль Хьюза посредством Королевское общество в 1932 г. Нобелевская премия по физике в 1935 г. Медаль Копли в 1950 г. и Франклин Медаль в 1951 г.[6] Его открытие нейтрона сделало возможным производство элементов тяжелее уран в лаборатории путем захвата медленных нейтронов с последующим бета-распад. В отличие от положительно заряженного альфа-частицы, которые отталкиваются электрическими силами, присутствующими в ядрах других атомов, нейтронам не нужно преодолевать какие-либо Кулоновский барьер, и поэтому может проникать и проникать в ядра даже самых тяжелых элементов, таких как уран. Это вдохновило Энрико Ферми исследовать ядерные реакции, вызванные столкновениями ядер с медленными нейтронами, работа, за которую Ферми получил Нобелевскую премию в 1938 году.[45]

Вольфганг Паули предложил другой вид частиц 4 декабря 1930 года, чтобы объяснить непрерывный спектр бета-излучения, о котором Чедвик сообщил в 1914 году. Поскольку не вся энергия бета-излучения могла быть учтена, закон сохранение энергии казалось нарушенным, но Паули утверждал, что это можно исправить, если будет задействована другая, неоткрытая частица.[46] Паули также назвал эту частицу нейтроном, но это была явно не та же частица, что и нейтрон Чедвика. Ферми переименовал его в нейтрино, По-итальянски «маленький нейтрон».[47] В 1934 году Ферми предложил свою теория бета-распада который объяснил, что электроны, испущенные ядром, были созданы распадом нейтрона на протон, электрон и нейтрино.[48][49] Нейтрино могло объяснить недостающую энергию, но частицу с небольшой массой и отсутствием электрического заряда было трудно наблюдать. Рудольф Пайерлс и Ганс Бете подсчитали, что нейтрино могут легко проходить через Землю, поэтому шансы их обнаружить были невелики.[50][51] Фредерик Райнес и Клайд Коуэн было бы подтвердить нейтрино 14 июня 1956 г., поместив детектор в большой поток антинейтрино от ближайшего ядерного реактора.[52]

Ливерпуль

С наступлением Великая депрессия в Соединенном Королевстве, правительство стало более экономным в финансировании науки. В то же время недавнее изобретение Лоуренса - циклотрон, пообещал произвести революцию в экспериментальной ядерной физике, и Чедвик чувствовал, что лаборатория Кавендиша отстанет, если она также не приобретет ее. Поэтому он был раздражен Резерфордом, который придерживался убеждения, что хорошая ядерная физика все еще может быть достигнута без большого дорогостоящего оборудования, и отклонил запрос на циклотрон.[53]

"красный кирпич " Виктория Билдинг на Ливерпульский университет

Чедвик сам критиковал Большая наука в целом и Лоуренса в частности, чей подход он считал небрежным и сосредоточился на технологиях в ущерб науке. Когда Лоуренс постулировал существование новой и до сих пор неизвестной частицы, он утверждал, что это возможный источник безграничной энергии в Сольвей Конференция в 1933 году Чедвик ответил, что результаты, скорее всего, связаны с загрязнением оборудования.[54] В то время как Лоуренс перепроверил свои результаты в Беркли и обнаружил, что Чедвик был прав, Резерфорд и Олифант провели расследование в Кавендишском университете и обнаружили, что дейтерий предохранители формировать гелий-3, тем самым вызывая эффект, который наблюдал Лоуренс. Это было еще одно важное открытие, но Олифант-Резерфорд ускоритель частиц было дорогим современным оборудованием.[55][56][57][58]

В марте 1935 г. Чедвик получил предложение открыть кафедру физики Лиона Джонса в Ливерпульский университет в родном городе его жены, чтобы добиться успеха Лайонел Уилберфорс. Лаборатория была настолько устаревшей, что все еще работала. постоянный ток электричество, но Чедвик воспользовался возможностью, заняв кафедру 1 октября 1935 года. Вскоре престиж университета был укреплен Нобелевской премией Чедвика, объявленной в ноябре 1935 года.[59] Его медаль была продана на аукционе в 2014 году за 329 000 долларов.[60]

Чедвик приступил к приобретению циклотрона для Ливерпуля. Он начал с того, что потратил 700 фунтов стерлингов на ремонт устаревших лабораторий в Ливерпуле, чтобы некоторые компоненты можно было производить на месте.[61] Ему удалось убедить университет выделить 2 000 фунтов стерлингов и получить грант на еще 2 000 фунтов стерлингов от Королевского общества.[62] Для создания своего циклотрона Чедвик привлек двух молодых специалистов, Бернарда Кинси и Гарольда Уолка, которые работали с Лоуренсом в Калифорнийском университете. Медный провод для катушек подарил местный производитель кабеля. 50-тонный магнит циклотрона был изготовлен в г. Траффорд Парк к Метрополитен-Виккерс, который также сделал вакуумную камеру.[63] Циклотрон был полностью установлен и запущен в июле 1939 года. Общая стоимость 5 184 фунтов стерлингов была больше, чем Чедвик получил от Университета и Королевского общества, поэтому Чедвик оплатил оставшуюся часть своих 159 917 фунтов стерлингов. кр (8 243 фунта стерлингов) деньги на Нобелевскую премию.[64]

В Ливерпуле факультеты медицины и естествознания тесно сотрудничали. Чедвик автоматически стал членом комитета обоих факультетов, а в 1938 году он был назначен в комиссию, возглавляемую Лорд Дерби изучить меры по лечению рака в Ливерпуле. Чедвик ожидал, что нейтроны и радиоактивные изотопы, произведенные на 37-дюймовом циклотроне, могут быть использованы для изучения биохимических процессов и могут стать оружием в борьбе с раком.[65][66]

Вторая мировая война

Трубные сплавы и отчет MAUD

В Германии, Отто Хан и Фриц Штрассманн бомбардировал уран нейтронами и отметил, что барий, элемент зажигалки, был среди произведенных продуктов. До сих пор с помощью этого процесса производились только такие же или более тяжелые элементы. В январе 1939 года Мейтнер и ее племянник Отто Фриш поразил физическое сообщество статьей, объяснил этот результат.[67] Они предположили, что атомы урана при бомбардировке нейтронами могут разбиться на два примерно равных фрагмента, и этот процесс они назвали деление. Они подсчитали, что это приведет к выпуску около 200 МэВ, подразумевая выделение энергии на порядки больше, чем химические реакции,[68] и Фриш подтвердили их теорию экспериментально.[69] Вскоре Хан заметил, что если нейтроны выделяются при делении, то возможна цепная реакция.[70] Французские ученые, Пьер Жолио, Ганс фон Хальбан и Лью Коварски Вскоре подтвердили, что при делении действительно испускается более одного нейтрона.[71] В статье в соавторстве с американским физиком Джон Уиллер, Бор предположил, что деление с большей вероятностью происходит в уран-235 изотоп, что составляло всего 0,7% природного урана.[72][73]

Ключевые британские физики. Слева направо: Уильям Пенни, Отто Фриш, Рудольф Пайерлс и Джон Кокрофт. Они носят Медаль свободы.

Чедвик не верил, что существует вероятность новой войны с Германией в 1939 году, и взял свою семью на отдых на отдаленное озеро на севере Швеции. Известие о вспышке Вторая мировая война поэтому пришел в шок. Решив не проводить еще одну войну в лагере для интернированных, Чедвик отправился в Стокгольм так быстро, как только мог, но когда он прибыл туда со своей семьей, он обнаружил, что все воздушное сообщение между Стокгольмом и Лондоном было приостановлено. Они вернулись в Англию на бродячий пароход. Добравшись до Ливерпуля, Чедвик обнаружил Джозеф Ротблат Польский постдокторант, работавший на циклотроне, оказался в нужде, поскольку был отрезан от средств из Польши. Чедвик сразу же нанял Ротблата в качестве лектора, несмотря на то, что он плохо знал английский.[74]

В октябре 1939 года Чедвик получил письмо от сэра Эдвард Эпплтон, секретарь Департамента научных и промышленных исследований, спрашивая его мнение о целесообразности Атомная бомба. Чедвик ответил осторожно. Он не исключил возможности, но тщательно обошел многие теоретические и практические трудности. Чедвик решил исследовать свойства оксид урана далее с Ротблатом.[75] В марте 1940 г. Отто Фриш и Рудольф Пайерлс на Бирмингемский университет пересмотрел теоретические вопросы, включенные в статью, которая стала известна как Меморандум Фриша – Пайерлса. Вместо того чтобы смотреть на необогащенный оксид урана, они рассмотрели, что произойдет со сферой из чистого урана-235, и обнаружили, что не только может происходить цепная реакция, но и что для этого может потребоваться всего 1 килограмм (2,2 фунта) урана. 235, и высвободить энергию тонн динамита.[76]

Часть Ливерпуля опустошена Блиц

Специальный подкомитет Комитета по научным исследованиям в воздушной войне (CSSAW), известный как Комитет MAUD, был создан для дальнейшего расследования этого вопроса. Его председательствовал сэр Джордж Томсон и в ее первоначальный состав входили Чедвик, наряду с Марком Олифантом, Джоном Кокрофтом и Филип Мун.[77] Пока другие команды исследовали обогащение урана техники, команда Чедвика в Ливерпуле сосредоточилась на определении ядерное сечение урана-235.[78] К апрелю 1941 г. было экспериментально подтверждено, что критическая масса урана-235 может быть 8 кг (18 фунтов) или меньше.[79] Его исследования в таких вопросах осложнялись непрекращающимися Люфтваффе бомбардировки окрестностей его ливерпульской лаборатории; окна так часто выбивали, что их заменили картоном.[80]

В июле 1941 года Чедвик был выбран для написания окончательного варианта отчета MAUD, который, когда он был представлен Ванневар Буш к Президент Франклин Д. Рузвельт в октябре 1941 г. вдохновил правительство США вложить миллионы долларов в создание атомной бомбы.[81] Когда Джордж Б. Пеграм и Гарольд Юри посетил Великобританию, чтобы увидеть, как работает проект,[82] теперь известен как Трубные сплавы,[83] был готов, Чедвик смог сказать им: «Хотел бы я сказать вам, что бомба не сработает, но я на 90 процентов уверен, что она сработает».[82]

В недавней книге о проекте Bomb, Грэм Фармело написал, что «Чедвик сделал больше, чем любой другой ученый, чтобы дать Черчиллю бомбу ... Чедвик прошел испытания почти до предела».[84] Так беспокоясь, что он не может заснуть, Чедвик прибег к снотворному, которое он продолжал принимать большую часть оставшихся лет. Позже Чедвик сказал, что он осознал, что «ядерная бомба не только возможна, но и неизбежна. Рано или поздно эти идеи не могут быть особенными для нас. Все будут думать о них в ближайшее время, и какая-то страна приведет их в действие».[85] Сэр Герман Бонди предположил, что это было удачей, что Чедвик, а не Резерфорд, был старейшиной британской физики в то время, поскольку престиж последнего мог бы пересилить интерес Чедвика к «ожиданию» перспектив бомбы.[86]

Манхэттенский проект

Маккензи Кинг, Франклин Д. Рузвельт и Уинстон Черчилль на первая конференция в Квебеке в 1943 г.

Из-за опасности бомбардировки с воздуха Чедвики отправили своих близнецов в Канаду в рамках правительственная схема эвакуации.[87] Чедвик не хотел перемещать туда Tube Alloys, полагая, что Великобритания является лучшим местом для установки завода по разделению изотопов.[88] Огромный масштаб усилий стал более очевидным в 1942 году: даже пилотная сепарационная установка стоила бы более 1 миллиона фунтов стерлингов и потребовала бы больших затрат ресурсов Великобритании, не говоря уже о полномасштабной установке, стоимость которой оценивалась примерно в 25 фунтов стерлингов. миллион. Его нужно было построить в Америке.[89] В то же время, когда британцы убедились в необходимости совместного проекта, успехи американских Манхэттенский проект было таково, что британское сотрудничество казалось менее важным, хотя американцы по-прежнему стремились использовать таланты Чедвика.[90]

Вопрос о сотрудничестве нужно было поднять на высшем уровне. В сентябре 1943 г. премьер-министр, Уинстон Черчилль, и президент Рузвельт согласовал Квебекское соглашение, который восстановил сотрудничество между Великобританией, США и Канадой. Чедвик, Олифант, Пайерлс и Саймон были вызваны в Соединенные Штаты директором Tube Alloys, сэром Уоллес Эйкерс, чтобы работать с Манхэттенским проектом. Квебекское соглашение установило новый Объединенный политический комитет направить совместный проект. Американцы не любили Акерса, поэтому Чедвик был назначен техническим советником Объединенного политического комитета и главой британской миссии.[91]

Оставив Ротблата в Ливерпуле, Чедвик в ноябре 1943 года начал осмотр объектов Манхэттенского проекта, за исключением Хэнфорд сайт где производился плутоний, увидеть который ему не разрешили. Он стал единственным человеком, помимо Гроувса и его заместителя, который имел доступ ко всем американским исследовательским и производственным объектам для урановой бомбы. Наблюдая за работой на К-25 газовая диффузия объект в Ок-Ридж, Теннесси Чедвик понял, насколько он ошибался, строя завод в Британии времен войны. Огромное сооружение никогда не могло быть скрыто от люфтваффе.[92] В начале 1944 года он переехал в Лос-Аламос, Нью-Мексико, со своей женой и их близнецами, которые теперь говорили с канадским акцентом.[93] По соображениям безопасности он был назван Джеймсом Чаффи.[94]

Чедвик (слева) с Генерал майор Лесли Р. Гровс младший, директор Манхэттенский проект

Чедвик согласился с тем, что американцам не нужна британская помощь, но она все еще может быть полезна для скорейшего и успешного завершения проекта. Работая в тесном сотрудничестве с директором Манхэттенского проекта, Генерал майор Лесли Р. Гровс младший, он попытался сделать все возможное, чтобы поддержать его усилия.[95] Он также стремился привлечь британских ученых к участию в как можно большем количестве частей проекта, чтобы облегчить послевоенный британский проект ядерного оружия, которому был привержен Чедвик. Запросы от Гроувса через Чедвик для конкретных ученых, как правило, немедленно отклонялись компанией, министерством или университетом, в которых они в настоящее время работают, только для того, чтобы преодолевать преимущественный приоритет, предоставляемый сплавам для труб.[96] В результате британская команда сыграла решающую роль в успехе проекта.[97]

Хотя он знал об этом проекте больше, чем кто-либо другой из Великобритании,[98] Чедвик не имел доступа к сайту в Хэнфорде. Лорд Портал в 1946 году ему предложили тур по Хэнфорду. «Это был единственный завод, на который Чедвику было отказано в доступе в военное время, и теперь он спросил Гроувса, может ли он сопровождать Portal. Гроувс ответил, что может, но если он это сделает, то Portal будет не очень много вижу ».[99] За свои усилия Чедвик получил рыцарство в Новогодние почести 1 января 1945 г..[100] Он считал это признанием работы всего проекта Tube Alloys.[101]

К началу 1945 года Чедвик проводил большую часть своего времени в Вашингтоне, округ Колумбия, и его семья переехала из Лос-Аламоса в дом на улице Вашингтона. Дюпон Серкл в апреле 1945 г.[101] Он присутствовал на заседании Комитета по комбинированной политике 4 июля, когда Фельдмаршал Сэр Генри Мейтленд Уилсон дал согласие Великобритании на использование атомной бомбы против Японии,[102] и на Ядерное испытание троицы 16 июля, когда была взорвана первая атомная бомба.[103] Внутри своего яма был полоний-бериллиевый модулированный нейтронный инициатор, развитие техники, которую Чедвик использовал для открытия нейтрона более десяти лет назад.[104] Уильям Л. Лоуренс, то Газета "Нью-Йорк Таймс Репортер Манхэттенского проекта писал, что «никогда прежде в истории человек не дожил до того, чтобы увидеть, как его собственное открытие материализуется с таким впечатляющим воздействием на судьбу человека».[105]

Более поздняя жизнь

Вскоре после окончания войны Чедвик был назначен в Консультативный комитет по атомной энергии (ACAE). Он также был назначен британским научным советником Комиссия ООН по атомной энергии. Он поссорился с другим членом ACAE. Патрик Блэкетт, которые не согласились с убеждением Чедвика, что Великобритании необходимо обзавестись собственным ядерным оружием; но в конечном итоге была принята позиция Чедвика. Он вернулся в Великобританию в 1946 году и обнаружил, что страна все еще страдает от нормирования и нехватки продовольствия во время войны.[106]

В то время сэр Джеймс Маунтфорд, вице-канцлер Ливерпульского университета, написал в своем дневнике, что «никогда не видел человека, который был бы настолько усталым физически, умственно и духовно», как Чедвик, потому что он «постигал такие глубины морального решения. поскольку более удачливым людям никогда не приходится даже вглядываться в ... [и страдать] ... почти невыносимую агонию ответственности, проистекающую из его научной работы ».[107]

В 1948 году Чедвик принял предложение стать Мастер Колледжа Гонвилля и Кая. Работа была престижной, но неопределенной; Мастер был титульным главой Коллегии, но фактически власть принадлежала совету из 13 человек, из которых один был Мастером. Как магистр, Чедвик стремился улучшить академическую репутацию колледжа. Он увеличил количество исследовательских стипендий с 31 до 49 и стремился привлечь таланты в колледж.[108] Это повлекло за собой спорные решения, такие как найм в 1951 году китайского биохимика. Тянь-чин Цао[109] и экономист венгерского происхождения Питер Бауэр. В ходе так называемого Крестьянского восстания товарищи во главе с Патрик Хэдли проголосовал за выход из совета старого друга Чедвика и заменил его Бауэром. В последующие годы у Чедвика было больше друзей, и он вышел на пенсию в ноябре 1958 года. Фрэнсис Крик, аспирант в Gonville and Caius College, и Джеймс Уотсон открыл структуру ДНК.[108]

За эти годы Чедвик получил множество наград, в том числе Медаль за заслуги из США, а Залейте Мерит из Германии.[110] Он был избран Член Королевского общества в 1927 г.,[111] а в 1946 году он стал иностранным членом Королевская Нидерландская академия искусств и наук.[112] Он был сделан Почетный товарищ в новогодних наградах 1 января 1970 г. за "заслуги перед наукой",[113] и пошел в Букингемский дворец для церемонии обложения. Он стал более слабым и редко покидал свою квартиру, хотя ездил в Ливерпуль на празднование своего восьмидесятилетия. Будучи атеистом на протяжении всей жизни, он не видел причин для принятия религиозной веры в дальнейшей жизни. Он умер во сне 24 июля 1974 года.[110]

Его документы хранятся в Архивный центр Черчилля в Кембридже и доступны для общественности.[114] Лаборатория Чедвика Ливерпульского университета названа в его честь.[115] как и кафедра экспериментальной физики сэра Джеймса Чедвика, которая была названа в его честь в 1991 году в рамках празднования столетия со дня его рождения.[116] А кратер на луне также назван в его честь.[117] Здание Джеймса Чедвика, в котором находится часть Школа химической инженерии и аналитических наук, Манчестерский университет назван в его честь.[118] Он был описан Управление по атомной энергии Соединенного Королевства официальный историк Лорна Арнольд как «физика, ученого-дипломата и человека доброго, мудрого и гуманного».[119]

Примечания

  1. ^ а б c d "Джеймс Чедвик". Acadetree.org. Получено 21 июля 2014.
  2. ^ "Эрнест Резерфорд". Цифры в радиационной истории. Университет штата Мичиган. Архивировано из оригинал 29 июня 2015 г.. Получено 3 июн 2014.
  3. ^ Сокольничий 2004.
  4. ^ Олифант 1974.
  5. ^ Коричневый 1997, стр. 3–5.
  6. ^ а б «Джеймс Чедвик - Биография». Нобелевский фонд. Получено 21 апреля 2013.
  7. ^ Резерфорд и Чедвик 1912.
  8. ^ Коричневый 1997, стр. 6–14.
  9. ^ Коричневый 1997 С. 16–21.
  10. ^ Чедвик 1914.
  11. ^ Чедвик и Эллис 1922.
  12. ^ а б Вайнер 1969.
  13. ^ Дженсен 2000 С. 88–90.
  14. ^ Коричневый 1997 С. 24–26.
  15. ^ а б «Этот месяц в истории физики: май 1932 года: Чедвик сообщает об открытии нейтрона». Новости APS. 16 (5): 2. 2007.
  16. ^ «Некролог: сэр Джеймс Чедвик». Времена. 25 июля 1974 г. с. 20, столбец F.
  17. ^ «Некролог: сэр Чарльз Эллис». Времена. 15 января 1980 г. с. 14, столбец F.
  18. ^ а б Коричневый 1997, п. 39.
  19. ^ Коричневый 1997, стр.43.
  20. ^ Коричневый 1997 С. 43–50.
  21. ^ Коричневый 1997, п. 58.
  22. ^ а б Коричневый 1997 С. 73–76.
  23. ^ "История Кавендиша". Кембриджский университет. Получено 15 августа 2014.
  24. ^ Коричневый 1997, п. 85.
  25. ^ Коричневый 1997 С. 92–93.
  26. ^ а б Коричневый 1997 С. 95–97.
  27. ^ Субаренда 2006.
  28. ^ а б Коричневый 1997 С. 103–104.
  29. ^ "Стенограмма интервью устной истории с Норманом Фезером, сессия I". Американский институт физики, Библиотека и архивы Нильса Бора. 25 февраля 1971 г.
  30. ^ Чедвик 1932a.
  31. ^ Чедвик 1932b.
  32. ^ Чедвик 1933.
  33. ^ Китобойный промысел 2009, стр. 8–9.
  34. ^ Бахер и Кондон 1932.
  35. ^ Гейзенберг 1932a.
  36. ^ Гейзенберг 1932b.
  37. ^ а б Гейзенберг 1933.
  38. ^ а б c Бромберг 1971.
  39. ^ Коричневый 1997 С. 115–116.
  40. ^ Хейльброн и Зайдель 1989 С. 153–157.
  41. ^ Гольдхабер 1934.
  42. ^ Чедвик и Голдхабер, 1934 г..
  43. ^ а б Чедвик и Голдхабер, 1935 г..
  44. ^ а б Коричневый 1997 С. 122–125.
  45. ^ Коричневый 1997, стр.125.
  46. ^ Коричневый 1997 С. 119–120.
  47. ^ Закрыть 2012 С. 15–18.
  48. ^ Ферми 1968.
  49. ^ Закрыть 2012 С. 22–25.
  50. ^ Закрыть 2012 С. 26–28.
  51. ^ Бете, Н; Пайерлс, Р. (7 апреля 1934 г.). «Нейтрино». Природа. 133 (3362): 532. Bibcode:1934Натура.133..532Б. Дои:10.1038 / 133532a0. ISSN  0028-0836. S2CID  4001646.
  52. ^ Закрыть 2012 С. 37–41.
  53. ^ Коричневый 1997 С. 129–132.
  54. ^ Херкен 2002, п. 10.
  55. ^ Хейльброн и Зайдель 1989 С. 165–167.
  56. ^ Олифант и Резерфорд 1933.
  57. ^ Олифант, Кинси и Резерфорд 1933.
  58. ^ Олифант, Хартек и Резерфорд, 1934 г..
  59. ^ Коричневый 1997 С. 134–139.
  60. ^ Гэннон, Меган (4 июня 2014 г.). «Продано! Нобелевская премия за открытие нейтронов продана с аукциона за 329 000 долларов». Yahoo News. Получено 16 сентября 2014.
  61. ^ Коричневый 1997, п. 142.
  62. ^ Коричневый 1997 С. 149–151.
  63. ^ Холт 1994.
  64. ^ Коричневый 1997 С. 173–174.
  65. ^ Король 1997.
  66. ^ Коричневый 1997, п. 150.
  67. ^ Коричневый 1997, п. 170.
  68. ^ Мейтнер и Фриш, 1939 г..
  69. ^ Фриш 1939.
  70. ^ Хан и Штрассманн, 1939 г..
  71. ^ фон Хальбан, Жолио и Коварски 1939.
  72. ^ Гоуинг 1964 С. 24–27.
  73. ^ Бор и Уиллер 1939.
  74. ^ Коричневый 1997 С. 174–178.
  75. ^ Гоуинг 1964 С. 38–39.
  76. ^ Гоуинг 1964 С. 39–41.
  77. ^ Гоуинг 1964, п. 45.
  78. ^ Гоуинг 1964, п. 63.
  79. ^ Коричневый 1997, п. 206.
  80. ^ Коричневый 1997, п. 204.
  81. ^ Банди 1988 С. 48–49.
  82. ^ а б Гоуинг 1964, п. 85.
  83. ^ Гоуинг 1964, п. 109.
  84. ^ Фармело 2013, п. 119.
  85. ^ Коричневый 1997, п. 205.
  86. ^ Бонди 1997.
  87. ^ Коричневый 1997 С. 197–198.
  88. ^ Коричневый 1997 С. 218–219.
  89. ^ Гоуинг 1964 С. 141–142.
  90. ^ Гоуинг 1964, п. 152.
  91. ^ Гоуинг 1964 С. 166–171.
  92. ^ Коричневый 1997, п. 253.
  93. ^ Коричневый 1997 С. 250–261.
  94. ^ Hoddeson et al. 1993 г., п. 95.
  95. ^ Коричневый 1997 С. 247–51.
  96. ^ Гоуинг 1964 С. 241–244.
  97. ^ Сас 1992, п. xvi.
  98. ^ Гоуинг 1964, п. 329.
  99. ^ Коричневый 1997, п. 317.
  100. ^ «№ 36866». Лондонская газета (Дополнение). 29 декабря 1944 г. с. 1. Рыцарь-холостяк
  101. ^ а б Коричневый 1997, п. 279.
  102. ^ Коричневый 1997, п. 290.
  103. ^ Коричневый 1997, п. 292.
  104. ^ Коричневый 1997, п. 287.
  105. ^ Лоуренс 1946, п. 26.
  106. ^ Коричневый 1997 С. 306, 316.
  107. ^ Коричневый 1997, п. 323.
  108. ^ а б Коричневый 1997 С. 340–353.
  109. ^ Чжан 2010.
  110. ^ а б Коричневый 1997 С. 360–363.
  111. ^ Мэсси и перо 1976, п. 11.
  112. ^ «Дж. Чедвик (1891–1974)». Королевская Нидерландская академия искусств и наук. Получено 21 июля 2015.
  113. ^ «№ 44999». Лондонская газета (Дополнение). 30 декабря 1969 г. с. 23. Почетный товарищ
  114. ^ "Записки сэра Джеймса Чедвика". Янус. Получено 26 апреля 2013.
  115. ^ "Liverpool Science Places". Scienceplaces.org. В архиве из оригинала 15 августа 2014 г.. Получено 6 августа 2014.
  116. ^ "Кафедры университетов и их прошлое и настоящее" (PDF). Ливерпульский университет. Получено 1 августа 2014.[постоянная мертвая ссылка ]
  117. ^ «Названия планет: Кратер, кратеры: Чедвик на Луне». Геологическая служба США. Архивировано из оригинал 22 ноября 2017 г.. Получено 12 августа 2012.
  118. ^ «Здание Джеймса Чедвика - направления». Манчестерский университет. Получено 18 мая 2016.
  119. ^ Арнольд 1998.

использованная литература

дальнейшее чтение

внешняя ссылка

Академические офисы
Предшествует
Джон Форбс Кэмерон		 Мастер Колледж Гонвилля и Кая
1948–1959		Преемник
Сэр Невилл Фрэнсис Мотт