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Para el obispo, vea James Chadwick (obispo) . Para el ginecólogo estadounidense, consulte James Read Chadwick .

Sir James Chadwick
James Chadwick.jpg
Nació( 20/10/1891 )20 de octubre de 1891
Bollington , Cheshire , Inglaterra
Fallecido24 de julio de 1974 (24 de julio de 1974)(82 años)
Cambridge , Inglaterra
Nacionalidadinglés
Ciudadaníabritánico
alma mater
Conocido por
Premios
Carrera científica
CamposFísica
Instituciones
Asesor de doctoradoErnest Rutherford
Estudiantes de doctorado

Sir James Chadwick , CH , FRS (20 de octubre de 1891 - 24 de julio de 1974) fue un físico británico que recibió el Premio Nobel de Física en 1935 por su descubrimiento del neutrón en 1932. En 1941, escribió el borrador final del Informe MAUD , que inspiró al gobierno de los Estados Unidos a comenzar serios esfuerzos de investigación de bombas atómicas . Fue el jefe del equipo británico que trabajó en el Proyecto Manhattan durante la Segunda Guerra Mundial . Fue nombrado caballero en Gran Bretaña en 1945 por sus logros en física.

Chadwick se graduó de la Universidad Victoria de Manchester en 1911, donde estudió con Ernest Rutherford (conocido como el "padre de la física nuclear"). [2] En Manchester, continuó estudiando con Rutherford hasta que obtuvo su maestría en 1913. El mismo año, Chadwick recibió una beca de investigación de 1851 de la Comisión Real para la Exposición de 1851 . Eligió estudiar la radiación beta con Hans Geiger en Berlín. Usando el contador Geiger desarrollado recientemente por Geiger , Chadwick pudo demostrar que la radiación beta producía un espectro continuo, y no líneas discretas como se pensaba. Todavía en Alemania cuando estalló la Primera Guerra Mundial en Europa, pasó los siguientes cuatro años en el campo de internamiento de Ruhleben .

Después de la guerra, Chadwick siguió a Rutherford al Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge , donde obtuvo su título de Doctor en Filosofía bajo la supervisión de Rutherford de Gonville and Caius College, Cambridge , en junio de 1921. Fue director adjunto de investigación de Rutherford en el Cavendish. Laboratorio durante más de una década en un momento en que era uno de los principales centros de estudio de la física del mundo, atrayendo a estudiantes como John Cockcroft , Norman Feather y Mark Oliphant . Chadwick siguió su descubrimiento del neutrón midiendo su masa. Anticipó que los neutrones se convertirían en un arma importante en la lucha contra el cáncer. Chadwick dejó el Laboratorio Cavendish en 1935 para convertirse en profesor de física en la Universidad de Liverpool , donde reformó un laboratorio anticuado y, al instalar un ciclotrón , lo convirtió en un importante centro para el estudio de la física nuclear .

Durante la Segunda Guerra Mundial, Chadwick llevó a cabo una investigación como parte del proyecto Tube Alloys para construir una bomba atómica, mientras que su laboratorio de Manchester y sus alrededores fueron acosados ​​por los bombardeos de la Luftwaffe . Cuando el Acuerdo de Quebec fusionó su proyecto con el American Manhattan Project, se convirtió en parte de la Misión Británica y trabajó en el Laboratorio de Los Alamos y en Washington, DC Sorprendió a todos al ganarse la confianza casi total de la directora del proyecto Leslie R. Groves , Jr. Por sus esfuerzos, Chadwick recibió el título de caballero en los honores de Año Nuevo el 1 de enero de 1945 . En julio de 1945, vio la prueba nuclear Trinity. Después de esto, se desempeñó como asesor científico británico de la Comisión de Energía Atómica de las Naciones Unidas. Incómodo con la tendencia hacia las grandes ciencias , Chadwick se convirtió en el maestro de Gonville and Caius College en 1948. Se jubiló en 1959.

Educación y vida temprana [ editar ]

James Chadwick nació en Bollington , Cheshire , el 20 de octubre de 1891, [3] [4] el primer hijo de John Joseph Chadwick, un hilandero de algodón, y Anne Mary Knowles, una empleada doméstica. Fue nombrado James en honor a su abuelo paterno. En 1895, sus padres se mudaron a Manchester , dejándolo al cuidado de sus abuelos maternos. Asistió a la escuela primaria Bollington Cross y le ofrecieron una beca para la escuela primaria de Manchester , que su familia tuvo que rechazar porque no podían pagar las pequeñas cuotas que aún tenían que pagar. En su lugar, asistió a la Central Grammar School for Boysen Manchester, reuniéndose con sus padres allí. Ahora tenía dos hermanos menores, Harry y Hubert; una hermana había muerto en la infancia. A la edad de 16 años, se presentó a dos exámenes para becas universitarias y ganó ambos. [5] [6]

Chadwick eligió asistir a la Universidad Victoria de Manchester , a la que ingresó en 1908. Tenía la intención de estudiar matemáticas, pero se matriculó en física por error. Como la mayoría de los estudiantes, vivía en casa, caminaba los 6,4 km (4 millas) hasta la universidad y regresaba cada día. Al final de su primer año, recibió una beca Heginbottom para estudiar física. El departamento de física estaba dirigido por Ernest Rutherford , quien asignó proyectos de investigación a los estudiantes de último año, e instruyó a Chadwick para que diseñara un medio para comparar la cantidad de energía radiactiva de dos fuentes diferentes. La idea era que pudieran medirse en términos de la actividad de 1 gramo (0,035 oz) de radio , una unidad de medida que se conocería como lacurie . El enfoque sugerido por Rutherford no era viable, algo que Chadwick sabía pero tenía miedo de decirle a Rutherford, por lo que Chadwick siguió adelante y finalmente ideó el método requerido. Los resultados se convirtieron en el primer artículo de Chadwick, que, en coautoría con Rutherford, se publicó en 1912. [7] Se graduó con honores de primera clase en 1911. [8]

Habiendo ideado un medio para medir la radiación gamma, Chadwick procedió a medir la absorción de rayos gamma por varios gases y líquidos. Esta vez, el artículo resultante se publicó solo bajo su nombre. Obtuvo su título de Maestría en Ciencias (MSc) en 1912 y fue nombrado Beyer Fellow. Al año siguiente recibió una Beca de Exposición de 1851 , que le permitió estudiar e investigar en una universidad de Europa continental. Eligió ir al Physikalisch-Technische Reichsanstalt en Berlín en 1913, para estudiar la radiación beta con Hans Geiger . [9] Usando el contador Geiger desarrollado recientemente por Geiger, que proporcionaba más precisión que las técnicas fotográficas anteriores, pudo demostrar que la radiación beta no producía líneas discretas , como se pensaba anteriormente, sino un espectro continuo con picos en determinadas regiones. [10] [11] [12] [13] En una visita al laboratorio de Geiger, Albert Einstein le dijo a Chadwick que: "Puedo explicar cualquiera de estas cosas, pero no puedo explicar las dos al mismo tiempo". [12] El espectro continuo seguiría siendo un fenómeno inexplicable durante muchos años . [14]

Chadwick todavía estaba en Alemania al comienzo de la Primera Guerra Mundial y fue internado en el campo de internamiento de Ruhleben cerca de Berlín, donde se le permitió instalar un laboratorio en los establos y realizar experimentos científicos utilizando materiales improvisados ​​como pasta de dientes radiactiva . [15] Con la ayuda de Charles Drummond Ellis , trabajó en la ionización del fósforo y la reacción fotoquímica del monóxido de carbono y el cloro . [16] [17] Fue liberado después del Armisticio con Alemania.entró en vigor en noviembre de 1918 y regresó a la casa de sus padres en Manchester, donde escribió sus hallazgos durante los cuatro años anteriores para los comisionados de la Exposición de 1851. [18]

Rutherford le dio a Chadwick un puesto de profesor a tiempo parcial en Manchester, lo que le permitió continuar investigando. [18] Observó la carga nuclear del platino , la plata y el cobre , y descubrió experimentalmente que era el mismo que el número atómico con un error de menos del 1,5 por ciento. [19] En abril de 1919, Rutherford se convirtió en director del Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge , y Chadwick se unió a él allí unos meses más tarde. Chadwick recibió una beca Clerk-Maxwell en 1920 y se inscribió como estudiante de Doctorado en Filosofía (PhD) enGonville y Caius College, Cambridge . La primera mitad de su tesis fue su trabajo con números atómicos. En el segundo, miró las fuerzas dentro del núcleo . Su título fue otorgado en junio de 1921. [20] En noviembre, se convirtió en miembro de Gonville and Caius College. [21]

Investigador [ editar ]

Cambridge [ editar ]

La beca Clerk-Maxwell de Chadwick expiró en 1923 y fue sucedido por el físico ruso Pyotr Kapitza . El presidente del Consejo Asesor del Departamento de Investigación Científica e Industrial , Sir William McCormick, organizó que Chadwick se convirtiera en el subdirector de investigación de Rutherford. En esta función, Chadwick ayudó a Rutherford a seleccionar estudiantes de doctorado. Durante los próximos años, estos incluirían a John Cockcroft , Norman Feather y Mark Oliphant , quienes se convertirían en firmes amigos de Chadwick. Como muchos estudiantes no tenían idea de lo que querían investigar, Rutherford y Chadwick sugirieron temas. Chadwick editó todos los artículos producidos por el laboratorio. [22]

El Laboratorio Cavendish fue el hogar de algunos de los grandes descubrimientos de la física. Fue fundada en 1874 por el duque de Devonshire (Cavendish era su apellido), y su primer profesor fue James Clerk Maxwell . [23]

En 1925, Chadwick conoció a Aileen Stewart-Brown, la hija de un corredor de bolsa de Liverpool. Los dos se casaron en agosto de 1925, [22] con Kapitza como padrino de boda. La pareja tuvo dos hijas gemelas, Joanna y Judith, que nacieron en febrero de 1927 [24].

En su investigación, Chadwick continuó investigando el núcleo. En 1925, el concepto de giro había permitido a los físicos explicar el efecto Zeeman , pero también creó anomalías inexplicables. En ese momento se creía que el núcleo estaba formado por protones y electrones, por lo que se suponía que el núcleo del nitrógeno , por ejemplo, con un número de masa de 14, contenía 14 protones y 7 electrones. Esto le dio la masa y la carga correctas , pero el giro incorrecto. [25]

En una conferencia en Cambridge sobre partículas beta y rayos gamma en 1928, Chadwick volvió a encontrarse con Geiger. Geiger había traído consigo un nuevo modelo de su contador Geiger, que había sido mejorado por su estudiante de posdoctorado Walther Müller . Chadwick no había usado uno desde la guerra, y el nuevo contador Geiger-Müller era potencialmente una mejora importante con respecto a las técnicas de centelleo que se usaban entonces en Cambridge, que dependían del ojo humano para la observación. El mayor inconveniente con él fue que detectó alfa , beta y gammala radiación y el radio, que el laboratorio de Cavendish utilizaba normalmente en sus experimentos, emitían los tres y, por lo tanto, no eran adecuados para lo que Chadwick tenía en mente. Sin embargo, el polonio es un emisor alfa, y Lise Meitner le envió a Chadwick alrededor de 2 milicurios (alrededor de0,5 μg ) de Alemania. [26] [27]

En Alemania, Walther Bothe y su alumno Herbert Becker habían utilizado polonio para bombardear berilio con partículas alfa, produciendo una forma inusual de radiación. Chadwick hizo que su académico de la Exposición australiana de 1851, Hugh Webster, duplicara sus resultados. Para Chadwick, esto era una prueba de algo que él y Rutherford habían planteado como hipótesis durante años: el neutrón , una partícula nuclear teórica sin carga eléctrica. [26] Luego, en enero de 1932, Feather llamó la atención de Chadwick sobre otro resultado sorprendente. Frédéric e Irène Joliot-Curie habían logrado eliminar protones de cera de parafinautilizando polonio y berilio como fuente de lo que pensaban que era radiación gamma. Rutherford y Chadwick no estuvieron de acuerdo; los protones eran demasiado pesados ​​para eso. Pero los neutrones necesitarían solo una pequeña cantidad de energía para lograr el mismo efecto. En Roma, Ettore Majorana llegó a la misma conclusión: los Joliot-Curie habían descubierto el neutrón pero no lo sabían. [28]

El laboratorio de sir Ernest Rutherford

Chadwick dejó todas sus otras responsabilidades para concentrarse en probar la existencia del neutrón, asistido por Feather [29] y trabajando frecuentemente hasta altas horas de la noche. Ideó un aparato simple que consistía en un cilindro que contenía una fuente de polonio y un blanco de berilio. La radiación resultante podría entonces dirigirse a un material como cera de parafina; las partículas desplazadas, que eran protones, entrarían en una pequeña cámara de ionización donde podrían detectarse con un osciloscopio . [28] En febrero de 1932, después de sólo dos semanas de experimentación con neutrones, [15] Chadwick envió una carta a Nature titulada "Posible existencia de un neutrón". [30]Comunicó sus hallazgos en detalle en un artículo enviado a Proceedings of the Royal Society A titulado "La existencia de un neutrón" en mayo. [31] [32] Su descubrimiento del neutrón fue un hito en la comprensión del núcleo. Al leer el artículo de Chadwick, Robert Bacher y Edward Condon se dieron cuenta de que las anomalías en la teoría actual, como el giro del nitrógeno, se resolverían si el neutrón tiene un giro de 1/2 y que un núcleo de nitrógeno constaba de siete protones y siete neutrones. . [33] [34]

Los físicos teóricos Niels Bohr y Werner Heisenberg consideraron si el neutrón podría ser una partícula nuclear fundamental como el protón y el electrón, en lugar de un par protón-electrón. [35] [36] [37] [38] Heisenberg mostró que el neutrón se describía mejor como una nueva partícula nuclear, [37] [38] pero su naturaleza exacta seguía sin estar clara. En su Bakerian Lecture de 1933 , Chadwick estimó que un neutrón tenía una masa de aproximadamente1.0067  u . Dado que un protón y un electrón tenían una masa combinada de1.0078 u , esto implicaba que el neutrón como un compuesto protón-electrón tenía una energía de enlace de aproximadamente2  MeV , que sonaba razonable, [39] aunque era difícil entender cómo una partícula con tan poca energía de enlace podía ser estable. [38] Sin embargo, estimar una diferencia de masa tan pequeña requirió desafiantes mediciones precisas, y se obtuvieron varios resultados contradictorios en 1933-4. Al bombardear boro con partículas alfa, Frédéric e Irène Joliot-Curie obtuvieron un gran valor para la masa de un neutrón, pero el equipo de Ernest Lawrence en la Universidad de California produjo uno pequeño. [40] Luego Maurice Goldhaber , un refugiado de la Alemania naziy un estudiante de posgrado en el Laboratorio Cavendish, sugirió a Chadwick que los deuterones podrían ser fotodesintegrados por los rayos gamma de 2.6 MeV de 208 Tl (entonces conocido como torio C " ):

2 1D + γ → 1 1H + norte

A partir de este proceso, podría determinarse un valor exacto para la masa del neutrón. Chadwick y Goldhaber probaron esto y descubrieron que funcionaba. [41] [42] [43] Midieron la energía cinética del protón producido como 1.05 MeV, dejando la masa del neutrón como la incógnita en la ecuación. Chadwick y Goldhaber calcularon que eran 1,0084 o 1,0090 unidades atómicas, dependiendo de los valores utilizados para las masas del protón y el deuterón. [44] [43] (El valor aceptado moderno para la masa del neutrón es1.008 66  u .) La masa del neutrón era demasiado grande para ser un par protón-electrón. [44]

Por su descubrimiento del neutrón, Chadwick recibió la Medalla Hughes de la Royal Society en 1932, el Premio Nobel de Física en 1935, la Medalla Copley en 1950 y la Medalla Franklin en 1951. [6] Su descubrimiento del neutrón lo convirtió en Es posible producir elementos más pesados ​​que el uranio en el laboratorio mediante la captura de neutrones lentos seguidos de la desintegración beta . A diferencia de las partículas alfa cargadas positivamente , que son repelidas por las fuerzas eléctricas presentes en los núcleos de otros átomos, los neutrones no necesitan superar ninguna barrera de Coulomb., y por lo tanto puede penetrar y entrar en los núcleos de incluso los elementos más pesados ​​como el uranio. Esto inspiró a Enrico Fermi a investigar las reacciones nucleares provocadas por colisiones de núcleos con neutrones lentos, trabajo por el que Fermi recibiría el Premio Nobel en 1938. [45]

Wolfgang Pauli propuso otro tipo de partícula el 4 de diciembre de 1930 para explicar el espectro continuo de radiación beta que Chadwick había informado en 1914. Dado que no se podía explicar toda la energía de la radiación beta, la ley de conservación de la energía parecía ser ser violado, pero Pauli argumentó que esto podría corregirse si otra partícula, no descubierta, estaba involucrada. [46] Pauli también llamó a esta partícula un neutrón, pero claramente no era la misma partícula que el neutrón de Chadwick. Fermi lo renombró neutrino , que en italiano significa "pequeño neutrón". [47] En 1934, Fermi propuso su teoría de la desintegración beta.lo que explica que los electrones emitidos por el núcleo fueron creados por la desintegración de un neutrón en un protón, un electrón y un neutrino. [48] [49] El neutrino podría explicar la energía faltante, pero una partícula con poca masa y sin carga eléctrica era difícil de observar. Rudolf Peierls y Hans Bethe calcularon que los neutrinos podían atravesar fácilmente la Tierra, por lo que las posibilidades de detectarlos eran escasas. [50] [51] Frederick Reines y Clyde Cowan serían confirmar el neutrino el 14 de junio de 1956 por la colocación de un detector dentro de una gran antineutrino flujo de un reactor cercano nuclear. [52]

Liverpool [ editar ]

Con el inicio de la Gran Depresión en el Reino Unido , el gobierno se volvió más parsimonioso con la financiación de la ciencia. Al mismo tiempo, la reciente invención de Lawrence, el ciclotrón , prometía revolucionar la física nuclear experimental, y Chadwick sintió que el laboratorio de Cavendish se quedaría atrás a menos que también adquiriera uno. Por lo tanto, se enfadó con Rutherford, que se aferraba a la creencia de que todavía se podía realizar una buena física nuclear sin equipos grandes y costosos, y rechazó la solicitud de un ciclotrón. [53]

" Ladrillo rojo " Victoria Building en la Universidad de Liverpool

Chadwick era él mismo un crítico de la gran ciencia en general, y de Lawrence en particular, cuyo enfoque consideraba descuidado y se centró en la tecnología a expensas de la ciencia. Cuando Lawrence postuló la existencia de una partícula nueva y hasta ahora desconocida que, según él, era una posible fuente de energía ilimitada en la Conferencia de Solvay en 1933, Chadwick respondió que los resultados eran más probablemente atribuibles a la contaminación del equipo. [54] Mientras Lawrence volvió a verificar sus resultados en Berkeley solo para descubrir que Chadwick estaba en lo cierto, Rutherford y Oliphant llevaron a cabo una investigación en el Cavendish que encontró que el deuterio se fusiona para formar helio-3., provocando así el efecto que había observado el Lawrence. Este fue otro descubrimiento importante, pero el acelerador de partículas Oliphant-Rutherford era un equipo de última generación costoso. [55] [56] [57] [58]

En marzo de 1935, Chadwick recibió una oferta de la Cátedra Lyon Jones de física en la Universidad de Liverpool , en la ciudad natal de su esposa, para suceder a Lionel Wilberforce . El laboratorio era tan anticuado que todavía funcionaba con electricidad de corriente continua, pero Chadwick aprovechó la oportunidad, asumiendo la cátedra el 1 de octubre de 1935. El prestigio de la universidad pronto se vio reforzado por el Premio Nobel de Chadwick, que se anunció en noviembre de 1935. [59] Su La medalla se vendió en una subasta en 2014 por 329.000 dólares. [60]

Chadwick se dispuso a adquirir un ciclotrón para Liverpool. Comenzó gastando £ 700 para renovar los anticuados laboratorios de Liverpool, de modo que algunos componentes pudieran fabricarse internamente. [61] Pudo persuadir a la universidad para que proporcionara 2.000 libras esterlinas y obtuvo una subvención de la Royal Society para otras 2.000 libras esterlinas. [62] Para construir su ciclotrón, Chadwick trajo a dos jóvenes expertos, Bernard Kinsey y Harold Walke, que habían trabajado con Lawrence en la Universidad de California. Un fabricante de cables local donó el conductor de cobre para las bobinas. El imán de 50 toneladas del ciclotrón fue fabricado en Trafford Park por Metropolitan-Vickers , que también hizo la cámara de vacío. [63]El ciclotrón fue completamente instalado y en funcionamiento en julio de 1939. El coste total de 5.184 £ era más que Chadwick había recibido de la Universidad y la sociedad real, por lo que Chadwick pagó el resto de su 159917 KR (£ 8,243) dinero del Premio Nobel. [64]

En Liverpool, las facultades de Medicina y Ciencias trabajaron juntas en estrecha colaboración. Chadwick fue automáticamente miembro del comité de ambas facultades, y en 1938 fue nombrado miembro de una comisión encabezada por Lord Derby para investigar los arreglos para el tratamiento del cáncer en Liverpool. Chadwick anticipó que los neutrones y los isótopos radiactivos producidos con el ciclotrón de 37 pulgadas podrían usarse para estudiar procesos bioquímicos y podrían convertirse en un arma en la lucha contra el cáncer. [65] [66]

Segunda Guerra Mundial [ editar ]

Tube Alloys y el informe MAUD [ editar ]

En Alemania, Otto Hahn y Fritz Strassmann bombardearon uranio con neutrones y observaron que el bario , un elemento más ligero, estaba entre los productos producidos. Hasta ahora, el proceso sólo había producido elementos iguales o más pesados. En enero de 1939, Meitner y su sobrino Otto Frisch asombraron a la comunidad física con un artículo que explicaba este resultado . [67] Teorizaron que los átomos de uranio bombardeados con neutrones pueden romperse en dos fragmentos aproximadamente iguales, un proceso que llamaron fisión . Calcularon que esto daría lugar a la liberación de unos 200 MeV, lo que implica una liberación de energía órdenes de magnitud mayor que las reacciones químicas, [68] y Frisch confirmaron su teoría experimentalmente. [69] Hahn pronto notó que si se liberaban neutrones durante la fisión, entonces era posible una reacción en cadena. [70] Los científicos franceses, Pierre Joliot , Hans von Halban y Lew Kowarski , pronto comprobaron que de hecho se emitía más de un neutrón por fisión. [71] En un artículo en coautoría con el físico estadounidense John Wheeler , Bohr teorizó que la fisión era más probable que ocurriera en el isótopo uranio-235 , que constituía solo el 0,7 por ciento del uranio natural.[72] [73]

Físicos británicos clave. De izquierda a derecha: William Penney , Otto Frisch , Rudolf Peierls y John Cockcroft . Llevan la Medalla de la Libertad .

Chadwick no creía que hubiera ninguna posibilidad de otra guerra con Alemania en 1939, y llevó a su familia de vacaciones a un lago remoto en el norte de Suecia. Por tanto, la noticia del estallido de la Segunda Guerra Mundial fue un shock. Decidido a no pasar otra guerra en un campo de internamiento, Chadwick se dirigió a Estocolmo lo más rápido que pudo, pero cuando llegó allí con su familia, descubrió que todo el tráfico aéreo entre Estocolmo y Londres había sido suspendido. Regresaron a Inglaterra en un vapor vagabundo . Cuando llegó a Liverpool, Chadwick encontró a Joseph Rotblat, un becario postdoctoral polaco que había venido a trabajar con el ciclotrón, ahora se encontraba en la indigencia, ya que se le cortó el acceso a los fondos de Polonia. Chadwick contrató rápidamente a Rotblat como profesor, a pesar de su escaso conocimiento del inglés. [74]

En octubre de 1939, Chadwick recibió una carta de Sir Edward Appleton , Secretario del Departamento de Investigación Científica e Industrial, solicitando su opinión sobre la viabilidad de una bomba atómica . Chadwick respondió con cautela. No descartó la posibilidad, pero repasó cuidadosamente las muchas dificultades teóricas y prácticas involucradas. Chadwick decidió investigar más las propiedades del óxido de uranio con Rotblat. [75] En marzo de 1940, Otto Frisch y Rudolf Peierls de la Universidad de Birmingham reexaminaron las cuestiones teóricas involucradas en un artículo que se conoció como el memorando de Frisch-Peierls.. En lugar de observar el óxido de uranio no enriquecido, consideraron lo que sucedería con una esfera de uranio-235 puro y descubrieron que no solo podría ocurrir una reacción en cadena, sino que podría requerir tan solo 1 kilogramo (2,2 lb) de uranio. 235, y desata la energía de toneladas de dinamita. [76]

Parte del Liverpool devastado por el Blitz

Se creó un subcomité especial del Comité para el Estudio Científico de la Guerra Aérea (CSSAW), conocido como el Comité MAUD , para investigar más el asunto. Fue presidido por Sir George Thomson y su membresía original incluía a Chadwick, junto con Mark Oliphant, John Cockcroft y Philip Moon . [77] Mientras otros equipos investigaban técnicas de enriquecimiento de uranio , el equipo de Chadwick en Liverpool se concentró en determinar la sección transversal nuclear del uranio-235. [78] En abril de 1941, se había confirmado experimentalmente que la masa crítica del uranio-235 podría ser de 8 kilogramos (18 libras) o menos. [79]Su investigación sobre estos asuntos se vio complicada por los incesantes bombardeos de la Luftwaffe en los alrededores de su laboratorio de Liverpool; las ventanas volaron tan a menudo que fueron reemplazadas por cartón. [80]

En julio de 1941, Chadwick fue elegido para redactar el borrador final del Informe MAUD, que, cuando fue presentado por Vannevar Bush al presidente Franklin D. Roosevelt en octubre de 1941, inspiró al gobierno de Estados Unidos a invertir millones de dólares en la búsqueda de una bomba atómica. . [81] Cuando George B. Pegram y Harold Urey visitaron Gran Bretaña para ver cómo iba el proyecto, [82] ahora conocido como Tube Alloys , [83] , Chadwick pudo decirles: "Me gustaría poder decirles que el bomba no va a funcionar, pero estoy 90 por ciento seguro de que lo hará ". [82]

En un libro reciente sobre el proyecto de la bomba, Graham Farmelo escribió que "Chadwick hizo más que cualquier otro científico para darle a Churchill la bomba ... Chadwick fue probado casi hasta el punto de ruptura". [84] Tan preocupado que no podía dormir, Chadwick recurrió a pastillas para dormir, que continuó tomando durante la mayor parte de los años que le quedaban. Chadwick dijo más tarde que se dio cuenta de que "una bomba nuclear no sólo era posible, era inevitable. Tarde o temprano estas ideas no podrían ser exclusivas de nosotros. Todo el mundo pensaría en ellas en poco tiempo y algún país las pondría en práctica". [85] Sir Hermann Bondisugirió que era una suerte que Chadwick, no Rutherford, fuera el decano de la física del Reino Unido en ese momento, ya que el prestigio de este último podría haber dominado el interés de Chadwick en "esperar" las perspectivas de la bomba. [86]

Proyecto Manhattan [ editar ]

Mackenzie King , Franklin D. Roosevelt y Winston Churchill en la primera Conferencia de Quebec en 1943

Debido al peligro del bombardeo aéreo, los Chadwick enviaron a sus gemelos a Canadá como parte de un plan de evacuación del gobierno . [87] Chadwick se mostró reacio a trasladar Tube Alloys allí, creyendo que el Reino Unido era una mejor ubicación para la planta de separación de isótopos. [88] El enorme alcance del esfuerzo se hizo más evidente en 1942: incluso una planta piloto de separación costaría más de £ 1 millón y agotará los recursos de Gran Bretaña, por no hablar de una planta a gran escala, que se estimó que costaba en algún lugar cercano. de £ 25 millones. Tendría que construirse en Estados Unidos. [89] Al mismo tiempo que los británicos se convencieron de que era necesario un proyecto conjunto, el progreso del Proyecto Manhattan estadounidensefue tal que la cooperación británica parecía menos esencial, aunque los estadounidenses todavía estaban ansiosos por utilizar los talentos de Chadwick. [90]

La cuestión de la cooperación debe abordarse al más alto nivel. En septiembre de 1943, el primer ministro , Winston Churchill , y el presidente Roosevelt negociaron el Acuerdo de Quebec , que restableció la cooperación entre Gran Bretaña, Estados Unidos y Canadá. Chadwick, Oliphant, Peierls y Simon fueron convocados a los Estados Unidos por el director de Tube Alloys, Sir Wallace Akers , para trabajar con el Proyecto Manhattan. El Acuerdo de Quebec estableció un nuevo Comité de Política Combinada para dirigir el proyecto conjunto. A los estadounidenses no les agradaba Akers, por lo que Chadwick fue nombrado asesor técnico del Comité de Política Combinada y jefe de la Misión Británica. [91]

Dejando a Rotblat a cargo en Liverpool, Chadwick comenzó un recorrido por las instalaciones del Proyecto Manhattan en noviembre de 1943, a excepción del sitio de Hanford, donde se producía plutonio, que no se le permitió ver. Se convirtió en el único hombre, aparte de Groves, y el segundo al mando en tener acceso a todas las instalaciones de investigación y producción estadounidenses de la bomba de uranio. Al observar el trabajo en la instalación de difusión gaseosa K-25 en Oak Ridge, Tennessee , Chadwick se dio cuenta de lo equivocado que había estado en la construcción de la planta en la Gran Bretaña en tiempos de guerra. La enorme estructura nunca podría haberse ocultado a la Luftwaffe. [92] A principios de 1944, se mudó a Los Alamos, Nuevo México., con su esposa y sus gemelos, quienes ahora hablaban con acento canadiense. [93] Por razones de seguridad, se le dio el nombre de tapa de James Chaffee. [94]

Chadwick (izquierda) con el general de división Leslie R. Groves, Jr. , director del Proyecto Manhattan

Chadwick aceptó que los estadounidenses no necesitaban la ayuda británica, pero que aún podría ser útil para llevar el proyecto a una conclusión temprana y exitosa. Trabajando en estrecha colaboración con el director del Proyecto Manhattan, el mayor general Leslie R. Groves, Jr. , intentó hacer todo lo posible para apoyar el esfuerzo. [95] También se esforzó por colocar a científicos británicos en tantas partes del proyecto como fuera posible para facilitar un proyecto de armas nucleares británico de posguerra con el que Chadwick estaba comprometido. Las solicitudes de Groves a través de Chadwick para determinados científicos solían ser rechazadas de inmediato por la empresa, el ministerio o la universidad que los emplea actualmente, solo para ser superadas por la prioridad absoluta otorgada a Tube Alloys. [96]Como resultado, el equipo británico fue fundamental para el éxito del proyecto. [97]

Aunque tenía más conocimiento del proyecto que cualquier otra persona de Gran Bretaña, [98] Chadwick no tenía acceso al sitio de Hanford. A Lord Portal se le ofreció un recorrido por Hanford en 1946. "Esta era la única planta a la que se le había negado el acceso a Chadwick en tiempo de guerra, y ahora le preguntó a Groves si podía acompañar a Portal. Groves respondió que podía, pero si lo hacía entonces" Portal no verá mucho '. " [99] Por sus esfuerzos, Chadwick recibió el título de caballero en los honores de Año Nuevo el 1 de enero de 1945 . [100] Consideró que esto era un reconocimiento al trabajo de todo el proyecto Tube Alloys. [101]

A principios de 1945, Chadwick pasaba la mayor parte de su tiempo en Washington, DC, y su familia se trasladó de Los Alamos a una casa en Dupont Circle de Washington en abril de 1945. [101] Estuvo presente en la reunión del Comité de Política Combinada el 4 Julio cuando el mariscal de campo Sir Henry Maitland Wilson dio el acuerdo de Gran Bretaña para usar la bomba atómica contra Japón, [102] y en la prueba nuclear Trinity el 16 de julio, cuando se detonó la primera bomba atómica. [103] Dentro de su pozo había un iniciador de neutrones modulado con polonio-berilio., un desarrollo de la técnica que Chadwick había utilizado para descubrir el neutrón más de una década antes. [104] William L. Laurence , el reportero del New York Times adjunto al Proyecto Manhattan, escribió que "nunca antes en la historia un hombre había vivido para ver su propio descubrimiento materializarse con un efecto tan revelador en el destino del hombre". [105]

Vida posterior [ editar ]

Poco después de que terminó la guerra, Chadwick fue nombrado miembro del Comité Asesor de Energía Atómica (ACAE). También fue nombrado asesor científico británico de la Comisión de Energía Atómica de las Naciones Unidas . Chocó con Patrick Blackett , miembro de la ACAE , quien no estaba de acuerdo con la convicción de Chadwick de que Gran Bretaña necesitaba adquirir sus propias armas nucleares; pero fue la posición de Chadwick la que finalmente se adoptó. Regresó a Gran Bretaña en 1946, para encontrar un país todavía acosado por el racionamiento y la escasez durante la guerra. [106]

En ese momento, Sir James Mountford, el vicerrector de la Universidad de Liverpool, escribió en su diario que "nunca había visto a un hombre" tan cansado física, mental y espiritualmente "como Chadwick, porque" había sondeado tales profundidades de decisión moral ". ya que los hombres más afortunados nunca son llamados ni siquiera a mirar dentro de ... [y sufrieron] ... agonías casi insoportables de responsabilidad derivadas de su trabajo científico '". [107]

En 1948, Chadwick aceptó una oferta para convertirse en el maestro de Gonville and Caius College. El trabajo era prestigioso pero mal definido; el Maestro era el director titular del Colegio, pero la autoridad en realidad residía en un consejo de 13 becarios, de los cuales uno era el Maestro. Como maestro, Chadwick se esforzó por mejorar la reputación académica de la universidad. Aumentó el número de becas de investigación de 31 a 49 y buscó traer talento a la universidad. [108] Esto implicó decisiones controvertidas, como contratar en 1951 al bioquímico chino Tien-chin Tsao [109] y al economista nacido en Hungría Peter Bauer . En lo que se conoció como la revuelta de los campesinos, los becarios dirigidos por Patrick Hadleyvotó a un viejo amigo de Chadwick fuera del consejo y lo reemplazó con Bauer. Más amigos de Chadwick fueron retirados durante los años siguientes, y él se retiró en noviembre de 1958. Fue durante su maestría que Francis Crick , un estudiante de doctorado en Gonville and Caius College, y James Watson descubrieron la estructura del ADN . [108]

A lo largo de los años, Chadwick recibió muchos honores, incluida la Medalla al Mérito de los Estados Unidos y el Pour le Mérite de Alemania. [110] Fue elegido miembro de la Royal Society en 1927, [111] y en 1946 se convirtió en miembro extranjero de la Real Academia de Artes y Ciencias de los Países Bajos . [112] Fue nombrado Compañero de Honor en los honores de Año Nuevo el 1 de enero de 1970 por "servicios a la ciencia", [113] y fue al Palacio de Buckingham.para la ceremonia de investidura. Se volvió más frágil y rara vez abandonaba su piso, aunque viajó a Liverpool para las celebraciones de su ochenta cumpleaños. Ateo de toda la vida, no vio ninguna razón para adoptar la fe religiosa en su vida posterior. Murió mientras dormía el 24 de julio de 1974. [110]

Sus trabajos se guardan en el Churchill Archives Center en Cambridge y son accesibles al público. [114] El Laboratorio Chadwick de la Universidad de Liverpool lleva su nombre, [115] al igual que su Cátedra Sir James Chadwick de Física Experimental, que recibió su nombre en 1991 como parte de las celebraciones del centenario de su nacimiento. [116] Un cráter en la luna también lleva su nombre. [117] El edificio James Chadwick, que alberga parte de la Escuela de Ingeniería Química y Ciencias Analíticas de la Universidad de Manchester, recibe su nombre en su honor. [118] Fue descrito por la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido.historiadora oficial Lorna Arnold como "un físico, un científico-diplomático y un hombre bueno, sabio y humano". [119]

Notas [ editar ]

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Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • James Chadwick en Nobelprize.org
Oficinas académicas
Precedido por
John Forbes Cameron		Maestro de Gonville and Caius College
1948-1959		Sucedido por
Sir Nevill Francis Mott