125 лет назад родился британский физик Джеймс Чедвик (1891-1974), первооткрыватель нейтрона и один из первых создателей атомной бомбы.
Фото: Wikipedia
Студентом Манчестерского университета Виктории Джеймс Чедвик учился у «отца ядерной физики» cэра Эрнеста Резерфорда, получившего в 1908 году Нобелевскую премию по химии «за проведенные им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ» и доказавшего, что составляющие атома имеют разный заряд: ядро — положительный, вращающиеся вокруг него электроны — отрицательный. Получив степень магистра и выиграв стипендию Королевской комиссии, Чедвик был приглашен в Берлин исследовать бета-излучение под руководством немецкого физика Ганса Гейгера, тесно сотрудничавшего с Резерфордом в Англии.
Под руководством Резерфорда Ганс Гейгер и Эрнест Марсден провели знаменитый «эксперимент Гейгера — Марсдена», результаты которого подтвердил существование атомного ядра и дали толчок к разработке Резерфордом планетарной модели атома. При помощи счетчика Гейгера (прибора, подсчитывающего количество ионизирующего излучения) Чедвик доказал, что бета-излучение представляет собой непрерывный поток, а не отдельные волны, как считалось ранее.
После Первой мировой войны, которую он провел в лагере для интернированных в Рулебене, Чедвик вернулся в Англию и продолжил работу с Резерфордом в Кембриджском университете. Более десяти лет он помогал Резерфорду руководить открытой им Кавендишской лабораторией. Тогда же Чедвик экспериментально доказал гипотезу Резерфорда о существовании частицы, равной по массе протону, но не имеющей электрического заряда — нейтрона.
Изучив данные, ранее полученные немецким физиком Вальтером Боте и его учеником Гербертом Беккером, а также Фредериком и Ирен Жолио-Кюри в ходе экспериментов с бомбардировкой легких элементов (как бор или бериллий) альфа-частицами, Чедвик решил повторить эти эксперименты. Используя бериллий, он добился возникновения радиации и направил ее на парафин. Поскольку парафин содержит много водорода, он представляет собой насыщенную протонами мишень, а раз нейтроны и протоны, из которых состоит ядро атома, приблизительно равны по массе, протоны разлетаются от нейтронов. Измерив спектр этих протонов и то, как радиация влияет на атомы различных газов, Чедвик обнаружил, что эта радиация состоит не из гамма-излучения, как думали раньше, а из незаряженных частиц с такой же массой, что и протоны. Такие частицы имеют нейтральный заряд, поэтому Чедвик назвал их нейтронами. В 1935 Джеймс Чедвик стал лауреатом Нобелевской премии по физике за открытие нейтрона.
Чедвик предположил, что сделанные им открытия поспособствуют борьбе медицины с раковыми опухолями. Однако вскоре началась Вторая мировая война, и Чедвику пришлось временно отказаться от идей мирного применения этого новейшего знания и сосредоточиться на военных проектах. Во время войны Чедвик принял участие в секретном британском проекте по созданию атомной бомбы — Tube Alloys (дословно «трубные сплавы»), в котором также участвовали выдающиеся британские ученые Джордж Томас, Уильям Брэгг и другие. Впоследствии, после подписания Черчиллем и Рузвельтом Квебекского соглашения, которое предусматривало объединение британской и американской ядерных программ, Чедвик возглавил группу британских ученых, работавших над Манхэттенским проектом, целью которого было также создание атомной бомбы. В 1945 году Чедвик стал свидетелем «Тринити» — первого в истории испытания ядерной бомбы, ставшего результатом работы Манхэттенского проекта.
Петр Харатьян