Sir James Chadwick (foto publicada en el artículo) es un físico inglés, ganador del Premio Nobel, que se hizo famoso tras el descubrimiento del neutrón. Esto cambió radicalmente la física de la época y permitió a los científicos crear nuevos elementos, y también condujo al descubrimiento de la fisión nuclear y su uso con fines militares y civiles. Chadwick formó parte de un grupo de científicos británicos que ayudaron a EE. UU. a desarrollar la bomba atómica durante la Segunda Guerra Mundial.
James Chadwick: breve biografía
Chadwick nació en Bollington, Cheshire, Inglaterra el 20 de octubre de 1891, hijo de John Joseph y Ann Mary Knowles. Estudió en las escuelas primarias locales y secundarias municipales de Manchester. A los dieciséis años recibió una beca de la Universidad de Manchester. James tenía la intención de estudiar matemáticas, pero por error asistió a clases de introducción a la física y se matriculó en esta especialidad. Al principio, tenía dudas sobre su decisión, pero después de su primer año, encontró el curso más interesante. Chadwick estaba inscrito en la clase. Ernest Rutherford, donde estudió electricidad y magnetismo, y más tarde un maestro le asignó a James un proyecto de investigación sobre el elemento radiactivo radio.
Investigaciones iniciales
James Chadwick se graduó en 1911 y continuó trabajando con Rutherford en absorción gamma, obteniendo una maestría en 1913. El supervisor facilitó una beca de investigación que requería que trabajara en otro lugar. Decidió estudiar en Berlín con Hans Geiger, quien estaba de visita en Manchester cuando James estaba completando su maestría. Durante este período, Chadwick estableció la existencia de un espectro continuo de radiación beta, lo que desalentó a los investigadores y condujo al descubrimiento de los neutrinos.
Viaje al campamento
Poco antes de la Primera Guerra Mundial, cuando las hostilidades se hicieron inevitables, Geiger advirtió a Chadwick que regresara a Inglaterra lo antes posible. James estaba desconcertado por el consejo de la compañía de viajes y se quedó en un campo de prisioneros de guerra alemán hasta el final de la guerra. Durante los cinco años de su encarcelamiento, Chadwick logró negociar con los guardias y realizar estudios elementales de fluorescencia.
Trabajando en el Laboratorio Cavendish
James Chadwick, cuya biografía en física tenía todas las posibilidades de terminar en 1918, gracias a los esfuerzos de Rutherford, volvió a la ciencia y confirmó que la carga del núcleo era igual al número atómico. En 1921 obtuvo una beca de investigación en el Gonville College de Cambridge.y Keyes, y al año siguiente se convirtió en asistente de Rutherford en el Laboratorio Cavendish.
Trabajando todos los días, todavía encontraba tiempo para realizar investigaciones, cuya dirección generalmente sugería Rutherford. Chadwick y su compañero de prisión Charles D. Ellis luego estudiaron en el Trinity College y con Rutherford, investigando la transmutación de elementos mediante el bombardeo con partículas alfa (núcleos de helio). Un equipo de investigación en Viena reportó resultados que no concordaban con los datos obtenidos por el Laboratorio Cavendish, cuya exactitud fue hábilmente defendida por otros experimentos realizados por Chadwick y sus colegas.
En 1925, James se casó con Eileen Stuart-Brown. La pareja tuvo dos hijas gemelas.
A mediados de la década de 1920, James Chadwick realizó experimentos para dispersar partículas alfa disparadas contra objetivos hechos de metales, incluidos oro y uranio, y luego el propio helio, cuyo núcleo tiene la misma masa que las partículas alfa. La dispersión resultó ser asimétrica y Chadwick la explicó en 1930 como un fenómeno cuántico.
Descubrimiento del neutrón
Ya en 1920, Rutherford propuso la existencia de una partícula eléctricamente neutra llamada neutrón para explicar la existencia de isótopos de hidrógeno. Se creía que esta partícula constaba de un electrón y un protón, pero no se detectó la emisión de tal composición.
En 1930, se descubrió que cuando los núcleos ligeros eran bombardeados con rayos alfa emitidos por el polonio, surgía una radiación penetrante sin carga eléctrica. Se suponía que eran rayos gamma. Sin embargo, al usar un objetivo de berilio, los rayos resultaron ser muchas veces más penetrantes que al usar otros materiales. En 1931, Chadwick y su colega Webster sugirieron que los rayos neutros eran, de hecho, evidencia de la existencia del neutrón.
En 1932, la pareja de investigadores Irene Curie y Frédéric Joliot demostraron que la radiación del berilio era más penetrante que lo informado por investigadores anteriores, pero también la llamaron rayos gamma. James Chadwick leyó el informe e inmediatamente se puso a trabajar en el cálculo de la masa de la partícula neutra, lo que podría explicar los últimos resultados. Usó radiación de berilio para bombardear varios elementos y descubrió que los resultados eran consistentes con la acción de una partícula neutra con una masa casi idéntica a la de un protón. Esto se convirtió en una confirmación experimental de la existencia del neutrón. En 1925, Chadwick recibió el Premio Nobel de Física por este logro.
De neutrones a reacción nuclear
El neutrón se convirtió rápidamente en una herramienta para los físicos, quienes lo usaban para penetrar los átomos de los elementos y transformarlos, de modo que los núcleos cargados positivamente no lo repelieran. Así, Chadwick preparó el camino para la fisión del uranio-235 y la creación de armas nucleares. En 1932, por este importante descubrimiento, recibió la Medalla Hughes y en 1935 el Premio Nobel. Luego supo que Hans Falkenhagen descubrió el neutrón al mismo tiempo que él, pero tenía miedo de publicar sus resultados. científico alemán modestamenterechazó una oferta para compartir el Premio Nobel, que le hizo James Chadwick.
El descubrimiento del neutrón permitió crear elementos transuránicos en laboratorios. Este fue el impulso para el descubrimiento por parte del premio Nobel Enrico Fermi de las reacciones nucleares causadas por neutrones lentos, y el descubrimiento de los químicos alemanes Otto Hahn y Strassmann de la fisión nuclear, que condujo a la creación de armas nucleares.
Trabajando en la bomba atómica
En 1935, James Chadwick se convirtió en profesor de física en la Universidad de Liverpool. Como resultado del memorándum de Frisch-Peierls de 1940 sobre la conveniencia de construir una bomba nuclear, fue designado miembro del comité MAUD, que investigó este tema con más detalle. En 1940 visitó América del Norte en la misión Tizard para establecer una cooperación en la investigación nuclear. Después de regresar al Reino Unido, decidió que nada funcionaría hasta que terminara la guerra.
En diciembre de ese año, Francis Simon, que trabajaba en MAUD, encontró una forma de separar el isótopo uranio-235. En su informe, describió la estimación de costos y las especificaciones técnicas para la creación de una gran empresa para el enriquecimiento de uranio. Chadwick escribió más tarde que solo entonces se dio cuenta de que una bomba nuclear no solo era posible sino inevitable. A partir de ese momento, tuvo que empezar a tomar pastillas para dormir. James y su grupo apoyaron en general la bomba U-235 y aprobaron su aislamiento por difusión del isótopo U-238.
El resultado de la vida
Pronto se fuea Los Álamos, sede del Proyecto Manhattan y, junto con Niels Bohr, dio valiosos consejos a los desarrolladores de las bombas atómicas lanzadas sobre Hiroshima y Nagasaki. Chadwick James, cuyos descubrimientos cambiaron drásticamente el curso de la historia humana, fue nombrado caballero en 1945.
Al final de la Segunda Guerra Mundial, regresó a su puesto en Liverpool. Chadwick se retiró en 1958. Después de pasar diez años en el norte de Gales, regresó a Cambridge en 1969, donde murió el 24 de julio de 1974.
