Biografía De James Chadwick - Estudios, Logros Y Más
Aprende y conoce sobre la biografía de James Chadwick, el físico inglés quien descubrió el neutrón y cuya investigación ayudó a lanzar la carrera de armas atómicas y el Proyecto Manhattan. Su papel central en el desarrollo del drama de la física nuclear se refleja en sus publicaciones y correspondencia con otras figuras destacadas como Bohr y Rutherford.
Esta biografía se basa en la extensa correspondencia de Chadwick con muchos de los principales científicos de su época, y ofrece una visión de la vida y el trabajo del hombre que descubrió el neutrón.
Resumen de la biografía de James Chadwick
Nació en Cheshire, Inglaterra, el 20 de octubre de 1891, hijo de John Joseph Chadwick y Anne Mary Knowles. Asistió a la Manchester High School antes de ingresar a la Universidad de Manchester en 1908; Se graduó de la Escuela de Física de Honor en 1911 y pasó los siguientes dos años con el Profesor (más tarde Lord) Rutherford en el Laboratorio Físico en Manchester, donde trabajó en varios problemas de radiactividad, obteniendo su titulo de grado en 1913.
Ese mismo año fue galardonado con la Beca de Exposición de 1851 y se dirigió a Berlín para trabajar en el Physikalisch Technische Reichsanstalt en Charlottenburg con el profesor H. Geiger.
Temprana edad y educación
Cuando tenía 11 años, James ganó la entrada a la prestigiosa Manchester Grammar School. Desafortunadamente, sus padres eran demasiado pobres para pagar las modestas tarifas escolares, en cambio, James Chadwick se educó en la Central Grammar School for Boys de Manchester, sus asignaturas favoritas eran matemáticas y física. A los 16 años, ganó una beca para la Universidad Victoria de Manchester.
Años universitarios
Chadwick comenzó la universidad en 1908, a los 17 años y cuando tenía 19 años, estaba en el último año de su licenciatura en física y estaba trabajando en un proyecto de investigación en el laboratorio de Ernest Rutherford, quien había ganado el Premio Nobel de Química en el año en que Chadwick comenzó la universidad. El premio fue otorgado por las investigaciones de Rutherford sobre la desintegración de los elementos y la química de las sustancias radiactivas.
Llevó a cabo su proyecto con éxito y se graduó con honores de primera clase en física en 1911, fueron tres años difíciles desde el punto de vista financiero; siempre estuvo sin almuerzo, porque tenía muy poco dinero. Después de graduarse, continuó trabajando en el laboratorio hasta que, a los 21 años, recibió un título de maestría en física en 1912.
Una beca le llevó a Berlín, Alemania, para trabajar en el laboratorio de Hans Geiger. Al igual que Rutherford, el campo de Geiger era la radiactividad: inventó el contador Geiger para detectar los niveles de radiación.
Desafortunadamente para Chadwick, la Primera Guerra Mundial comenzó en 1914 cuando aún estaba en Berlín, fue internado en un campamento en el oeste de Berlín hasta que la guerra terminó en 1918.
A los 28 años, se unió a Ernest Rutherford en 1919 para comenzar a trabajar para su Ph.D. Rutherford estaba ahora a cargo del prestigioso Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, cuyo primer profesor había sido James Clerk Maxwell, recibió su Ph.D. en 1921 para una tesis sobre números atómicos y fuerzas nucleares.
James Chadwick, el núcleo y el neutrón
En 1923, a los 32 años, se convirtió en Subdirector de Investigación de Rutherford en el Laboratorio Cavendish, donde continuó estudiando el núcleo atómico.
En esos días, la mayoría de los investigadores creían que había electrones dentro del núcleo y fuera de él. Por ejemplo, se pensaba que el núcleo de un átomo de carbono contenía 12 protones y 6 electrones, lo que le daba una carga eléctrica de +6. Se suponía que en órbita alrededor del núcleo había otros 6 electrones que causaban que la carga eléctrica general del átomo fuera 0.
Rutherford, Chadwick y algunos otros creían en la posibilidad de que partículas sin carga pudieran estar en el núcleo. En su tiempo libre, durante la década de 1920, hizo una variedad de intentos en el laboratorio para encontrar estas partículas neutras, pero sin éxito. Sin embargo, estaba cada vez más convencido de la existencia de una partícula neutra: el neutrón, pero no pudo obtener la evidencia que necesitaba para demostrar su existencia.
Luego, a principios de 1932, se enteró del trabajo que Frederic e Irene Joliot-Curie acababan de hacer en París. Los Joliot-Curies creían que habían logrado expulsar protones de una muestra de cera usando rayos gamma, esto no tenía sentido para Chadwick, quien pensaba que los rayos gamma no eran lo suficientemente potentes como para hacer esto, la evidencia de que los protones habían sido golpeados con suficiente energía para expulsarlos fue convincente.
La fuente de rayos gamma había sido el elemento radioactivo polonio, Chadwick llegó a la conclusión de que los protones habían sido golpeados por la partícula que estaba buscando: el neutrón.
Febrilmente, comenzó a trabajar en el laboratorio Cavendish. Usando polonio como fuente de (lo que él creía que eran) neutrones, bombardeó cera. La cera liberó protones y Chadwick realizó mediciones del comportamiento de los protones.
Los protones se comportaron exactamente de la manera que deberían si hubieran sido golpeados por partículas eléctricamente neutras con una masa similar al protón. Chadwick había descubierto el neutrón.
Él no creía haber descubierto una nueva partícula elemental, creía que el neutrón era una partícula compleja que constaba de un protón y un electrón. El físico alemán Werner Heisenberg demostró que el neutrón no podía ser un par electrón-protón, y en realidad era una nueva partícula elemental.
Nuevos elementos y reacciones nucleares
El descubrimiento del neutrón cambió drásticamente el curso de la ciencia, porque los neutrones podrían colisionar con los núcleos atómicos. Algunos de los neutrones se incrustarían en un núcleo, aumentando su masa.
La desintegración beta natural (la emisión de un electrón desde el núcleo de un átomo) convertiría el neutrón en un protón. Dado que un elemento se define por la cantidad de protones que tiene (el hidrógeno tiene 1, helio 2, litio 3, berilio 4, boro 5, carbono 6, nitrógeno 7, oxígeno 8....) esto permitió a los científicos hacer nuevos y más pesados elementos en el laboratorio.
También significaba que los neutrones podían utilizarse para dividir átomos pesados en un proceso conocido como fisión atómica, produciendo una gran cantidad de energía que podría usarse en bombas atómicas o plantas de energía nuclear.
La Segunda Guerra Mundial y la bomba atómica
En 1939, el primer año de la Segunda Guerra Mundial, el gobierno británico le preguntó a Chadwick sobre la construcción de una bomba atómica. Dijo que era posible, pero que no sería fácil.
La investigación preliminar comenzó en varias universidades, las condiciones de trabajo en el laboratorio de Chadwick eran arduas. El barrio de Liverpool fue atacado con frecuencia en ataques aéreos por la Fuerza Aérea Alemana, a pesar del bombardeo, en la primavera de 1941, el grupo de investigación de Chadwick había descubierto que la masa crítica de uranio-235 para una detonación nuclear era de unos 8 kilogramos.
Chadwick escribió un informe resumido en el verano de 1941 de todos los trabajos de bombas atómicas llevados a cabo en universidades británicas. En los Estados Unidos, el presidente Roosevelt leyó el informe en el otoño de 1941, y los Estados Unidos comenzaron a invertir millones de dólares en su propia investigación de bombas atómicas. Cuando los conoció, les dijo a los representantes estadounidenses que estaba 90 por ciento seguro de que la bomba funcionaría.
A fines de 1943, Chadwick viajó a los Estados Unidos para ver las instalaciones del Proyecto Manhattan, fue uno de los únicos tres hombres en el mundo en disfrutar del acceso a todas las plantas de investigación, datos y producción de Estados Unidos para la bomba: los otros dos eran el mayor general estadounidense Leslie Groves, el director del Proyecto Manhattan y el segundo al mando de Groves, Mayor general Thomas Francis Farrell.
A principios de 1944, Chadwick, su esposa e hijos, se mudaron a Los Alamos, el principal centro de investigación del Proyecto Manhattan.
Chadwick estuvo presente cuando los gobiernos de EE. UU. y el Reino Unido acordaron que la bomba podría usarse contra Japón. Luego asistió a la prueba nuclear Trinity el 16 de julio de 1945, cuando detonó la primera bomba atómica del mundo.
El fin
James Chadwick murió en paz, a la edad de 82 años, el 24 de julio de 1974.
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