Quand je regarde autour de cette grande salle, j'ai l'impression d'avoir été transporté dans un monde magique par le génie d'Alfred Nobel. Comment se fait-il que nous ayons été choisis pour représenter la Science ?
Sir John Douglas Cockcroft était un physicien britannique qui a partagé avec Ernest Walton le Prix Nobel de Physique en 1951 pour la fission du noyau atomique, et a joué un rôle déterminant dans le développement de l'énergie nucléaire.
Après son service sur le front occidental avec la Royal Field Artillery pendant la Grande Guerre, Cockcroft a étudié le génie électrique au Manchester Municipal College of Technology tout en étant apprenti à Metropolitan Vickers Trafford Park et était également membre de leur personnel de recherche. Il a ensuite remporté une bourse pour St. John's College, Cambridge, où il a passé l'examen tripos en juin 1924, devenant wrangler. Ernest Rutherford a accepté Cockcroft comme étudiant chercheur au Cavendish Laboratory, et Cockcroft a complété son doctorat sous la supervision de Rutherford en 1928. Avec Ernest Walton et Mark Oliphant, il a construit ce qui est devenu connu sous le nom d'accélérateur Cockcroft–Walton. Cockcroft et Walton l'ont utilisé pour effectuer la première désintégration artificielle d'un noyau atomique, un exploit populairement connu sous le nom de fission de l'atome.
Pendant la Deuxième Guerre mondiale, Cockcroft est devenu directeur adjoint de la recherche scientifique au Ministry of Supply, travaillant sur le radar. Il était également membre du comité formé pour traiter les problèmes découlant du mémorandum Frisch–Peierls, qui a calculé qu'une bombe atomique pourrait être techniquement réalisable, et du MAUD Committee qui lui a succédé. En 1940, dans le cadre de la Tizard Mission, il a partagé la technologie britannique avec ses homologues aux États-Unis. Plus tard dans la guerre, les fruits de la Tizard Mission sont revenus en Grande-Bretagne sous la forme du radar SCR-584 et de la fusée de proximité, qui ont été utilisés pour vaincre la bombe volante V-1. En mai 1944, il est devenu directeur du Montreal Laboratory, et a supervisé le développement des réacteurs ZEEP et NRX, et la création des Chalk River Laboratories.
Après la guerre, Cockcroft est devenu directeur de l'Atomic Energy Research Establishment AERE à Harwell, où le réacteur GLEEP, de faible puissance et modéré au graphite, est devenu le premier réacteur nucléaire à fonctionner en Europe occidentale quand il a été mis en marche le 15 août 1947. Ceci a été suivi par BEPO en 1948. Harwell a été impliqué dans la conception des réacteurs et de l'usine de séparation chimique à Windscale. Sous sa direction, il a participé à la recherche de fusion à la frontière, y compris le programme ZETA. Son insistance sur le fait que les cheminées des réacteurs de Windscale soient équipées de filtres a été raillée comme la Folie de Cockcroft jusqu'à ce que le cœur d'un des réacteurs s'enflamme et libère des radionucléides lors de l'incendie de Windscale de 1957.
De 1959 à 1967, il a été le premier Master de Churchill College, Cambridge. Il a également été chancelier de l'Australian National University à Canberra de 1961 à 1965.
Premières années
John Douglas Cockcroft, également connu sous le nom de « Johnny W. », est né à Todmorden, West Riding of Yorkshire, Angleterre, le 27 mai 1897, fils aîné d'un propriétaire de moulin, John Arthur Cockcroft, et de sa femme Annie Maude née Fielden. Il avait quatre frères cadets ; Eric, Philip, Keith et Lionel. Ses premières études ont eu lieu à l'école Church of England à Walsden de 1901 à 1908, à la Todmorden Elementary School de 1908 à 1909, et à la Todmorden Secondary School de 1909 à 1914, où il jouait au football et au cricket. Parmi les filles de l'école se trouvait sa future femme, Eunice Elizabeth Crabtree. En 1914, il a remporté une Bourse Majeure du Comté, West Riding of Yorkshire, à la Victoria University of Manchester, où il a étudié les mathématiques.
La Grande Guerre a éclaté en août 1914. Cockcroft a terminé sa première année à Manchester en juin 1915. Il a rejoint l'Officers' Training Corps là-bas, mais ne souhaitait pas devenir officier. Pendant les vacances d'été, il a travaillé à une cantine YMCA au Kinmel Camp au Pays de Galles. Il s'est enrôlé dans l'armée britannique le 24 novembre 1915. Le 29 mars 1916, il a rejoint la 59th Training Brigade, Royal Field Artillery, où il a été entraîné comme signaleur. Il a ensuite été posté à B Battery, 92nd Field Artillery Brigade, l'une des unités de la 20th Light Division, sur le front occidental.
Cockcroft a participé à l'Avancée vers la Ligne Hindenburg et à la Troisième Bataille d'Ypres. Il a demandé une commission, qui a été acceptée. Il a été envoyé à Brighton en février 1918 pour apprendre l'artillerie, et en avril 1918, à l'Officer Candidate School à Weedon Bec dans le Northamptonshire, où il a été entraîné comme officier d'artillerie de campagne. Il a été nommé lieutenant dans la Royal Field Artillery le 17 octobre 1918.
Après la fin de la guerre, Cockcroft a été libéré de l'armée en janvier 1919. Il a décidé de ne pas retourner à la Victoria University of Manchester, mais d'étudier le génie électrique au Manchester Municipal College of Technology. Parce qu'il avait complété une année à la Victoria University of Manchester, il a été autorisé à sauter la première année du cours. Il a reçu son BSc en juin 1920. Miles Walker, le professeur de génie électrique là-bas, l'a persuadé de poursuivre un apprentissage avec Metropolitan Vickers. Il a obtenu une 1851 Exhibition Scholarship de la Royal Commission for the Exhibition of 1851, et a soumis sa thèse de MSc sur « l'Harmonic Analysis for Alternating Currents » en juin 1922.
Walker a ensuite suggéré à Cockcroft de se présenter pour une bourse à St. John's College, Cambridge, alma mater de Walker. Cockcroft a réussi, remportant une bourse de £30 et une bourse de £20 attribuée aux étudiants ayant des moyens limités. Metropolitan Vickers lui a donné £50 à condition qu'il retourne après avoir obtenu son diplôme. Walker et une tante ont complété le solde des frais de £316. En tant que diplômé d'une autre université, il a été autorisé à sauter la première année du tripos. Il a passé l'examen tripos en juin 1924, a obtenu une note B* en tant que wrangler, et s'est vu décerner son diplôme de BA.
Cockcroft a épousé Elizabeth Crabtree le 26 août 1925, lors d'une cérémonie à la Bridge Street United Methodist Church à Todmorden. Ils avaient six enfants. Le premier, un garçon connu sous le nom de Timothy, est mort en bas âge. Ils ont ensuite eu quatre filles, Joan Dorothea Thea, Jocelyn, Elisabeth Fielden et Catherine Helena ; et un autre fils, Christopher Hugh John.
Recherche nucléaire
Ernest Rutherford a accepté Cockcroft comme étudiant chercheur au Cavendish Laboratory sur la recommandation de Miles Walker et du directeur de recherche chez Metropolitan Vickers. Cockcroft s'est inscrit comme étudiant en doctorat en 1924, avec une Foundation Scholarship de St John's College, et une State Scholarship. Sous la supervision de Rutherford, il a rédigé sa thèse de doctorat « On phenomena occurring in the condensation of molecular streams on surfaces », qui a été publiée dans les Proceedings of the Royal Society. Son doctorat lui a été décerné le 6 septembre 1925. Pendant cette période, il était assistant du physicien russe Peter Kapitza, qui travaillait sur la physique des champs magnétiques à des températures extrêmement basses. Cockcroft a aidé à la conception et à la construction de liquéfacteurs d'hélium.
En 1919, Rutherford avait réussi à désintégrer des atomes d'azote avec des particules alpha émises par des atomes de radium en décroissance. Ceci et les expériences ultérieures ont fourni des indices sur la structure des noyaux atomiques. Pour l'explorer davantage, il avait besoin d'un moyen artificiel de créer des particules avec une vélocité suffisamment élevée pour surmonter la charge du noyau. Cela a ouvert une nouvelle ligne de recherche au Cavendish Laboratory. Il a confié Cockcroft, Thomas Allibone et Ernest Walton au problème. Ils ont construit ce qui est devenu connu sous le nom d'accélérateur Cockcroft–Walton. Mark Oliphant a conçu une source de protons pour eux. Un moment crucial s'est présenté quand Cockcroft a lu un article de George Gamow sur l'effet tunnel quantique. Cockcroft a réalisé que du fait de ce phénomène, l'effet désiré pourrait être réalisé avec des tensions beaucoup plus basses que prévu. En fait, il a calculé que des protons avec une énergie de seulement 300 000 électronvolts seraient capables de pénétrer un noyau de bore. Cockcroft et Walton ont travaillé sur leur accélérateur pendant les deux années suivantes. Rutherford a obtenu une subvention de £1 000 de la University of Cambridge pour qu'ils achètent un transformateur et autre équipement dont ils avaient besoin.
Cockcroft a été élu Fellow de St. John's College le 5 novembre 1928. Lui et Walton ont commencé à faire fonctionner leur accélérateur en mars 1932, bombardant le lithium et le béryllium avec des protons de haute énergie. Ils s'attendaient à voir des rayons gamma, que des scientifiques français avaient signalés, mais aucun n'a été trouvé. En février 1932, James Chadwick a démontré que ce qui avait été observé était en réalité des neutrons. Cockcroft et Walton ont ensuite changé pour chercher les particules alpha à la place. Le 14 avril 1932, Walton a bombardé une cible de lithium et a remarqué ce qu'il pensait être des particules alpha. Cockcroft et puis Rutherford ont été convoqués, et ont confirmé que c'était effectivement le cas. Ce soir-là, Cockcroft et Walton se sont rencontrés à la maison de Rutherford et ont produit une lettre pour Nature dans laquelle ils ont annoncé leurs résultats, la première désintégration artificielle d'un noyau atomique, qui peut être décrite ainsi :
Cet exploit était populairement connu sous le nom de fission de l'atome. Pour cette réussite, Cockcroft et Walton ont reçu la Hughes Medal en 1938, et le Prix Nobel de Physique en 1951. Ils ont continué à désintégrer le carbone, l'azote et l'oxygène en utilisant des protons, des deutérons et des particules alpha. Ils ont démontré qu'ils avaient produit des isotopes radioactifs, y compris le carbone-11 et l'azote-13.
En 1929, Cockcroft a été nommé Supervisor en Mechanical Sciences à St John's College. Il a été nommé Supervisor en Physics en 1931, et en 1933 est devenu le junior bursar, le rendant responsable de l'entretien des bâtiments, dont beaucoup souffraient de négligence. La maison de garde du collège a dû être partiellement démolie pour réparer les dégâts causés par les vrillettes, et Cockcroft a supervisé le réaménagement électrique. En 1935, Rutherford l'a nommé directeur de recherche au Mond Laboratory en remplacement de Kapitza, qui était retourné en Union soviétique. Il a supervisé l'installation de nouveau équipement cryogénique, et a supervisé la recherche à basse température. Il a été élu Fellow de la Royal Society en 1936, et en 1939 a été élu Jacksonian Professor of Natural Philosophy, prenant effet le 1er octobre 1939.
Cockcroft et Walton étaient bien conscients des limites de leur accélérateur. Un bien meilleur design avait été développé aux États-Unis par Ernest Lawrence, qu'il appelait le cyclotron. Le Cavendish Laboratory a pu rester en avance sur les Américains malgré un accélérateur inférieur en utilisant une physique ingénieuse, mais Cockcroft a pressé Rutherford d'obtenir un cyclotron pour le laboratoire Cavendish. Rutherford a reculé devant le prix, mais un don de £250 000 de Lord Austin a permis la construction d'un cyclotron de 36 pouces 910 mm, basé sur le design de Lawrence, ainsi qu'une nouvelle aile pour le loger. Cockcroft a supervisé les travaux. Le cyclotron était en operation en octobre 1938, et la nouvelle aile a été terminée en 1940. Oliphant pensait que le cyclotron n'était pas assez grand, et a commencé la construction d'un cyclotron plus grand de 60 pouces à la University of Birmingham. Sa construction a été retardée par le début de la Deuxième Guerre mondiale en Europe en 1939, et il serait également obsolète quand il a été complété après la guerre.
Deuxième Guerre mondiale
Au début de la Deuxième Guerre mondiale, Cockcroft a pris le poste de directeur adjoint de la recherche scientifique au Ministry of Supply, travaillant sur le radar. En 1938, Sir Henry Tizard a montré à Cockcroft Chain Home, l'anneau de stations de radar d'alerte précoce côtières construit par la Royal Air Force RAF pour détecter et suivre les aéronefs. Maintenant, il a aidé à déployer des scientifiques pour aider à rendre le système pleinement opérationnel. En 1940, il est devenu membre de l'Advisory Council for Scientific Research and Technical Development. En avril 1940, il est devenu membre du Committee for the Scientific Study of Air Warfare formé pour traiter les problèmes découlant du mémorandum Frisch–Peierls, qui a calculé qu'une bombe atomique pourrait être techniquement réalisable. Ce comité a été remplacé par le MAUD Committee, dont Cockcroft était également membre, en juin 1940. Ce comité a dirigé la recherche révolutionnaire précoce en Grande-Bretagne.
En août 1940, Cockcroft s'est rendu aux États-Unis dans le cadre de la Tizard Mission. Parce que la Grande-Bretagne avait développé de nombreuses nouvelles technologies mais manquait de capacité industrielle pour les exploiter pleinement, il a été décidé de les partager avec les États-Unis, bien que cette nation n'était pas encore en guerre. Les informations fournies par la Tizard Mission contenaient certaines des plus grandes avancées scientifiques faites pendant la guerre. La technologie partagée incluait des technologies de radar, en particulier le cavity magnetron grandement amélioré conçu par le groupe d'Oliphant à Birmingham, que l'historien américain James Phinney Baxter III a décrit comme « la plus précieuse cargaison jamais apportée à nos rivages », le design pour la fusée de proximité, les détails du moteur à réaction de Frank Whittle et le mémorandum Frisch–Peierls décrivant la faisabilité d'une bombe atomique. Bien que ceux-ci puissent être considérés comme les plus significatifs, de nombreux autres éléments ont également été transportés, y compris les designs pour les fusées, les surcompresseurs, les viseurs et les dispositifs de détection sous-marine. Il est retourné
