Cuando miro alrededor de este gran salón siento que he sido transportado a un mundo mágico por el genio de Alfred Nobel. ¿Cómo sucedió que fuéramos elegidos para representar la Ciencia?
Sir John Douglas Cockcroft fue un físico británico que compartió con Ernest Walton el Premio Nobel de Física en 1951 por la división del núcleo atómico, y fue fundamental en el desarrollo de la energía nuclear.
Después de servir en el Frente Occidental con la Real Artillería de Campaña durante la Gran Guerra, Cockcroft estudió ingeniería eléctrica en el Manchester Municipal College of Technology mientras era aprendiz en Metropolitan Vickers Trafford Park y también fue miembro de su personal de investigación. Luego ganó una beca para el St. John's College, Cambridge, donde realizó el examen tripos en junio de 1924, convirtiéndose en un wrangler. Ernest Rutherford aceptó a Cockcroft como estudiante de investigación en el Cavendish Laboratory, y Cockcroft completó su doctorado bajo la supervisión de Rutherford en 1928. Con Ernest Walton y Mark Oliphant construyó lo que se conocería como acelerador de Cockcroft–Walton. Cockcroft y Walton lo utilizaron para realizar la primera desintegración artificial de un núcleo atómico, un hito popularmente conocido como la división del átomo.
Durante la Segunda Guerra Mundial, Cockcroft se convirtió en Subdirector de Investigación Científica en el Ministerio de Suministros, trabajando en radar. También fue miembro del comité formado para abordar cuestiones derivadas del memorándum de Frisch–Peierls, que calculaba que una bomba atómica podría ser técnicamente viable, y del Comité MAUD que le sucedió. En 1940, como parte de la Misión Tizard, compartió tecnología británica con sus homólogos en los Estados Unidos. Más tarde en la guerra, los frutos de la Misión Tizard regresaron a Gran Bretaña en forma del conjunto de radar SCR-584 y el espoleta de proximidad, que se utilizaron para derrotar la bomba volante V-1. En mayo de 1944, se convirtió en director del Laboratorio de Montreal y supervisó el desarrollo de los reactores ZEEP y NRX, y la creación de los Laboratorios de Chalk River.
Después de la guerra, Cockcroft se convirtió en director del Establecimiento de Investigación de Energía Atómica AERE en Harwell, donde el GLEEP, de baja potencia y moderado por grafito, se convirtió en el primer reactor nuclear en operar en Europa occidental cuando se inició el 15 de agosto de 1947. Esto fue seguido por BEPO en 1948. Harwell estuvo involucrado en el diseño de los reactores y la planta de separación química en Windscale. Bajo su dirección participó en investigación de fusión de vanguardia, incluido el programa ZETA. Su insistencia en que las chimeneas de los reactores de Windscale estuvieran equipadas con filtros fue burlada como la Locura de Cockcroft hasta que el núcleo de uno de los reactores se incendió y liberó radionúclidos durante el incendio de Windscale de 1957.
De 1959 a 1967, fue el primer Master del Churchill College, Cambridge. También fue canciller de la Universidad Nacional de Australia en Canberra de 1961 a 1965.
Primeros años
John Douglas Cockcroft, también conocido como "Johnny W.", nació en Todmorden, West Riding of Yorkshire, Inglaterra, el 27 de mayo de 1897, como hijo mayor de un dueño de molino, John Arthur Cockcroft, y su esposa Annie Maude née Fielden. Tenía cuatro hermanos menores; Eric, Philip, Keith y Lionel. Su educación inicial fue en la escuela Church of England en Walsden de 1901 a 1908, en la Escuela Primaria de Todmorden de 1908 a 1909, y en la Escuela Secundaria de Todmorden de 1909 a 1914, donde jugó fútbol y críquet. Entre las chicas de la escuela estaba su futura esposa, Eunice Elizabeth Crabtree. En 1914, ganó una Beca Mayor del Condado, West Riding of Yorkshire, para la Universidad Victoria de Manchester, donde estudió matemáticas.
La Gran Guerra estalló en agosto de 1914. Cockcroft completó su primer año en Manchester en junio de 1915. Se unió al Officers' Training Corps allí, pero no deseaba convertirse en oficial. Durante el receso de verano trabajó en una cantina de la YMCA en el Campamento Kinmel en Gales. Se alistó en el Ejército Británico el 24 de noviembre de 1915. El 29 de marzo de 1916, se unió a la 59.ª Brigada de Capacitación, Real Artillería de Campaña, donde fue capacitado como operador de señales. Luego fue asignado a la Batería B, 92.ª Brigada de Artillería de Campaña, una de las unidades de la 20.ª División Ligera, en el Frente Occidental.
Cockcroft participó en el Avance hacia la Línea Hindenburg y la Tercera Batalla de Ypres. Solicitó una comisión y fue aceptado. Fue enviado a Brighton en febrero de 1918 para aprender sobre artillería, y en abril de 1918, a la Escuela de Candidatos a Oficiales en Weedon Bec en Northamptonshire, donde fue capacitado como oficial de artillería de campaña. Fue comisionado como teniente en la Real Artillería de Campaña el 17 de octubre de 1918.
Después del fin de la guerra, Cockcroft fue liberado del Ejército en enero de 1919. Decidió no regresar a la Universidad Victoria de Manchester, sino estudiar ingeniería eléctrica en el Manchester Municipal College of Technology. Porque había completado un año en la Universidad Victoria de Manchester, se le permitió saltarse el primer año del curso. Recibió su BSc en junio de 1920. Miles Walker, el profesor de ingeniería eléctrica allí, lo persuadió de realizar un aprendizaje con Metropolitan Vickers. Obtuvo una Beca de Exposición de 1851 de la Comisión Real para la Exposición de 1851, y presentó su tesis de MSc sobre "Análisis Armónico para Corrientes Alternas" en junio de 1922.
Walker luego sugirió que Cockcroft compitiera por una beca para el St. John's College, Cambridge, alma mater de Walker. Cockcroft fue exitoso, ganando una beca de £30 y una dotación de £20 otorgadas a estudiantes de pregrado de recursos limitados. Metropolitan Vickers le dio £50 sujeto a su regreso después de completar su licenciatura. Walker y una tía hicieron up el balance de la tarifa de £316. Como graduado de otra universidad, se le permitió saltarse el primer año del tripos. Se presentó al examen tripos en junio de 1924, logró una B* como wrangler, y se le otorgó su título de BA.
Cockcroft se casó con Elizabeth Crabtree el 26 de agosto de 1925, en una ceremonia en la Iglesia Metodista Unida de Bridge Street en Todmorden. Tuvieron seis hijos. El primero, un niño conocido como Timothy, murió en la infancia. Posteriormente tuvieron cuatro hijas, Joan Dorothea Thea, Jocelyn, Elisabeth Fielden y Catherine Helena; y otro hijo, Christopher Hugh John.
Investigación nuclear
Ernest Rutherford aceptó a Cockcroft como estudiante de investigación en el Cavendish Laboratory por recomendación de Miles Walker y el director de investigación de Metropolitan Vickers. Cockcroft se inscribió como estudiante de doctorado en 1924, con una Beca de Fundación del St John's College, y una Beca Estatal. Bajo la supervisión de Rutherford, escribió su tesis doctoral "Sobre fenómenos que ocurren en la condensación de corrientes moleculares en superficies", que fue publicada en las Actas de la Sociedad Real. Se le otorgó su doctorado el 6 de septiembre de 1925. Durante este tiempo fue asistente del físico ruso Peter Kapitza, quien trabajaba en la física de campos magnéticos en temperaturas extremadamente bajas. Cockcroft ayudó con el diseño y construcción de licuadores de helio.
En 1919, Rutherford había logrado desintegrar átomos de nitrógeno con partículas alfa emitidas por átomos de radio en descomposición. Este y experimentos posteriores insinuaban la estructura de los núcleos atómicos. Para explorarla más a fondo, necesitaba un medio artificial para crear partículas con una velocidad lo suficientemente alta para superar la carga del núcleo. Esto abrió una nueva línea de investigación en el Cavendish Laboratory. Asignó a Cockcroft, Thomas Allibone y Ernest Walton al problema. Construyeron lo que se conocería como acelerador de Cockcroft–Walton. Mark Oliphant diseñó una fuente de protones para ellos. Un momento crucial llegó cuando Cockcroft leyó un artículo de George Gamow sobre tunelización cuántica. Cockcroft se dio cuenta de que como resultado de este fenómeno, el efecto deseado podría lograrse con voltajes mucho más bajos de lo que se pensaba inicialmente. De hecho, calculó que protones con una energía de solo 300.000 electronvoltios serían capaces de penetrar un núcleo de boro. Cockcroft y Walton trabajaron en su acelerador durante los siguientes dos años. Rutherford obtuvo una subvención de £1.000 de la Universidad de Cambridge para que compraran un transformador y otros equipos que necesitaban.
Cockcroft fue elegido Fellow del St. John's College el 5 de noviembre de 1928. Él y Walton comenzaron a operar su acelerador en marzo de 1932, bombardeando litio y berilio con protones de alta energía. Esperaban ver rayos gamma, que científicos franceses habían reportado, pero no se encontraron. En febrero de 1932, James Chadwick demostró que lo que había sido observado eran en realidad neutrones. Cockcroft y Walton luego cambiaron a buscar partículas alfa en su lugar. El 14 de abril de 1932, Walton bombardeó un objetivo de litio y notó lo que pensó que podrían ser partículas alfa. Cockcroft y luego Rutherford fueron convocados, y confirmaron que este era efectivamente el caso. Esa noche, Cockcroft y Walton se reunieron en la casa de Rutherford y produjeron una carta para Nature en la que anunciaron sus resultados, la primera desintegración artificial de un núcleo atómico, que puede describirse así:
Este hito fue popularmente conocido como la división del átomo. Por este logro, Cockcroft y Walton fueron galardonados con la Medalla Hughes en 1938, y el Premio Nobel de Física en 1951. Continuaron desintegrando carbono, nitrógeno y oxígeno usando protones, deuterones y partículas alfa. Demostraron que habían producido isótopos radiactivos, incluyendo carbono-11 y nitrógeno-13.
En 1929, Cockcroft fue nombrado Supervisor en Ciencias Mecánicas en el St John's College. Fue nombrado Supervisor en Física en 1931, y en 1933 se convirtió en el bursar junior, haciéndolo responsable del mantenimiento de los edificios, muchos de los cuales sufrían negligencia. La puerta de entrada del colegio tuvo que ser parcialmente derribada para reparar el daño causado por carcomas, y Cockcroft supervisó el recableado de los sistemas eléctricos. En 1935, Rutherford lo nombró director de investigación en el Mond Laboratory en lugar de Kapitza, quien había regresado a la Unión Soviética. Supervisó la instalación de nuevo equipo criogénico, y supervisó investigación a baja temperatura. Fue elegido Fellow de la Real Sociedad en 1936, y en 1939 fue elegido Profesor Jacksonian de Filosofía Natural, efectivo desde el 1 de octubre de 1939.
Cockcroft y Walton eran muy conscientes de las limitaciones de su acelerador. Un diseño mucho mejor había sido desarrollado en los Estados Unidos por Ernest Lawrence, al que llamó el ciclotrón. El Cavendish Laboratory pudo mantenerse por delante de los estadounidenses a pesar de tener un acelerador inferior con física inteligente, pero Cockcroft instó a Rutherford a obtener un ciclotrón para el laboratorio Cavendish. Rutherford retrocedió ante el precio, pero un regalo de £250.000 de Lord Austin permitió que se construyera un ciclotrón de 36 pulgadas 910 mm, basado en el diseño de Lawrence, junto con un nuevo ala para albergarlo. Cockcroft supervisó el trabajo. El ciclotrón estaba en funcionamiento en octubre de 1938, y el nuevo ala fue completado en 1940. Oliphant sintió que el ciclotrón no era lo suficientemente grande, e inició la construcción de un ciclotrón más grande de 60 pulgadas en la Universidad de Birmingham. Su construcción se retrasó por el estallido de la Segunda Guerra Mundial en Europa en 1939, y también quedaría obsoleto cuando se completara después de la guerra.
Segunda Guerra Mundial
Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, Cockcroft asumió el puesto de Subdirector de Investigación Científica en el Ministerio de Suministros, trabajando en radar. En 1938, Sir Henry Tizard le mostró a Cockcroft Chain Home, el anillo de estaciones de radar de alerta temprana costera construido por la Real Fuerza Aérea RAF para detectar y rastrear aeronaves. Ahora, ayudó a desplegar científicos para que el sistema fuera completamente operativo. En 1940, se convirtió en parte del Consejo Asesor de Investigación Científica y Desarrollo Técnico. En abril de 1940, junto se convirtió en miembro del Comité para el Estudio Científico de la Guerra Aérea formado para abordar cuestiones derivadas del memorándum de Frisch–Peierls, que calculaba que una bomba atómica podría ser técnicamente viable. Este comité fue sucedido por el Comité MAUD, del cual Cockcroft también era miembro, en junio de 1940. Este comité dirigió la investigación pionera inicial en Gran Bretaña.
En agosto de 1940, Cockcroft viajó a los Estados Unidos como parte de la Misión Tizard. Porque Gran Bretaña había desarrollado muchas tecnologías nuevas pero carecía de la capacidad industrial para explotarlas plenamente, se decidió compartirlas con los Estados Unidos, aunque esa nación aún no estaba en guerra. La información proporcionada por la Misión Tizard contenía algunos de los mayores avances científicos realizados durante la guerra. La tecnología compartida incluía tecnologías de radar, en particular el magnetrón de cavidad muy mejorado diseñado por el grupo de Oliphant en Birmingham, que el historiador estadounidense James Phinney Baxter III describió como "la carga más valiosa jamás traída a nuestras costas", el diseño del espoleta de proximidad, detalles del motor a reacción de Frank Whittle y el memorándum de Frisch–Peierls describiendo la viabilidad de una bomba atómica. Aunque estos pueden considerarse los más significativos, muchos otros artículos también fueron transportados, incluyendo diseños para cohetes, sobrealimentadores, miras ópticas y dispositivos de detección de submarinos. Regresó
