मुझे डर है कि न्यूट्रॉन किसी के लिए भी उपयोगी नहीं होंगे।
सर James Chadwick एक ब्रिटिश भौतिकविद् थे जिन्हें 1932 में न्यूट्रॉन की खोज के लिए 1935 के नोबेल पुरस्कार भौतिकी से सम्मानित किया गया था। 1941 में, उन्होंने MAUD रिपोर्ट का अंतिम मसौदा लिखा, जिसने अमेरिकी सरकार को परमाणु बम अनुसंधान के गंभीर प्रयास शुरू करने के लिए प्रेरित किया। वह द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान Manhattan Project पर काम करने वाली ब्रिटिश टीम के प्रमुख थे। भौतिकी में उनकी उपलब्धियों के लिए उन्हें 1945 में ब्रिटेन में नाइटहुड से सम्मानित किया गया।
Chadwick ने 1911 में Victoria University of Manchester से स्नातक की डिग्री प्राप्त की, जहाँ उन्होंने Ernest Rutherford के अधीन अध्ययन किया जिन्हें "परमाणु भौतिकी के पिता" के रूप में जाना जाता है। Manchester में, वह Rutherford के साथ तब तक अध्ययन जारी रखते रहे जब तक उन्हें 1913 में MSc से सम्मानित नहीं किया गया। उसी वर्ष, Chadwick को Royal Commission for the Exhibition of 1851 से 1851 Research Fellowship से सम्मानित किया गया। उन्होंने Berlin में Hans Geiger के अधीन बीटा विकिरण का अध्ययन करना चुना। Geiger के हाल ही में विकसित Geiger counter का उपयोग करते हुए, Chadwick यह प्रदर्शित करने में सक्षम थे कि बीटा विकिरण ने एक सतत स्पेक्ट्रम का निर्माण किया, न कि अलग पंक्तियों का जैसा कि सोचा गया था। जब यूरोप में प्रथम विश्व युद्ध छिड़ा तब भी वह Germany में था, उसने अगले चार साल Ruhleben internment camp में बिताए।
युद्ध के बाद, Chadwick ने Rutherford का पालन करते हुए Cambridge के University of Cavendish Laboratory में जाना, जहाँ Chadwick ने June 1921 में Gonville और Caius College, Cambridge से Rutherford की देखरेख में Doctor of Philosophy की डिग्री प्राप्त की। वह Cavendish Laboratory में Rutherford के सहायक अनुसंधान निदेशक थे और दस साल से अधिक समय तक इस पद पर रहे, उस समय जब यह भौतिकी के अध्ययन के लिए विश्व के सर्वोच्च केंद्रों में से एक था, जो John Cockcroft, Norman Feather, और Mark Oliphant जैसे छात्रों को आकर्षित करता था। Chadwick ने न्यूट्रॉन की खोज के बाद उसके द्रव्यमान को मापने का कार्य किया। उन्होंने अनुमान लगाया कि न्यूट्रॉन कैंसर के विरुद्ध लड़ाई में एक प्रमुख हथियार बन जाएंगे। Chadwick ने 1935 में Cavendish Laboratory को छोड़ दिया और University of Liverpool में भौतिकी के प्रोफेसर बन गए, जहाँ उन्होंने एक पुरानी प्रयोगशाला को पुनर्गठित किया और एक cyclotron स्थापित करके इसे परमाणु भौतिकी के अध्ययन के लिए एक महत्वपूर्ण केंद्र बना दिया।
द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, Chadwick ने परमाणु बम बनाने के लिए Tube Alloys project के हिस्से के रूप में अनुसंधान किया, जबकि उनकी Manchester lab और आसपास के क्षेत्र Luftwaffe बमबारी से परेशान थे। जब Quebec Agreement ने उनके प्रोजेक्ट को American Manhattan Project के साथ विलय कर दिया, तो वह British Mission का हिस्सा बन गए, और Los Alamos Laboratory और Washington, D.C. में काम किया। उन्होंने सभी को प्रोजेक्ट निदेशक Leslie R. Groves, Jr. का लगभग पूर्ण विश्वास अर्जित करके चकित कर दिया। उनके प्रयासों के लिए, Chadwick को 1 January 1945 को New Year Honours में knighthood मिली। July 1945 में, उन्होंने Trinity nuclear test देखा। इसके बाद, वह United Nations Atomic Energy Commission के लिए ब्रिटिश वैज्ञानिक सलाहकार के रूप में कार्य करते रहे। Big Science की प्रवृत्ति से असहज होकर, Chadwick 1948 में Gonville और Caius College के Master बन गए। उन्होंने 1959 में सेवानिवृत्ति ली।
शिक्षा और प्रारंभिक जीवन
James Chadwick का जन्म Bollington, Cheshire में 20 October 1891 को हुआ था, जो John Joseph Chadwick (एक कपास कताई करने वाले) और Anne Mary Knowles (एक घरेलू सेवक) के पहले बच्चे थे। उनका नाम उनके पितामह के नाम पर James रखा गया था। 1895 में, उनके माता-पिता Manchester चले गए, उन्हें अपनी माता के माता-पिता की देखभाल में छोड़ दिया। वह Bollington Cross Primary School गए, और उन्हें Manchester Grammar School में छात्रवृत्ति का प्रस्ताव दिया गया, जिसे उनके परिवार को अस्वीकार करना पड़ा क्योंकि वह अभी भी देय छोटी फीस खर्च नहीं कर सकते थे। इसके बजाय वह Manchester में Central Grammar School for Boys गए, जहाँ वह अपने माता-पिता के साथ फिर से मिल गए। अब उनके दो छोटे भाई थे, Harry और Hubert; एक बहन का जन्मपूर्व मृत्यु हुई थी। 16 साल की उम्र में, उन्होंने विश्वविद्यालय की छात्रवृत्ति के लिए दो परीक्षाएं दीं, और दोनों जीतीं।
Chadwick ने Victoria University of Manchester में भाग लेने का चुनाव किया, जिसमें वह 1908 में प्रवेश किया। उन्होंने गणित का अध्ययन करने का इरादा रखा था, लेकिन गलती से भौतिकी में नामांकित हो गए। अधिकांश छात्रों की तरह, वह घर पर रहते थे, प्रतिदिन विश्वविद्यालय से 4 मील 6.4 km पैदल चलते थे। अपने पहले वर्ष के अंत में, उन्हें भौतिकी का अध्ययन करने के लिए Heginbottom Scholarship से सम्मानित किया गया। भौतिकी विभाग Ernest Rutherford द्वारा प्रमुख था, जिन्होंने अंतिम वर्ष के छात्रों को अनुसंधान परियोजनाएं दीं, और उन्होंने Chadwick को दो विभिन्न स्रोतों की रेडियोधर्मी ऊर्जा की मात्रा की तुलना करने का एक तरीका तैयार करने का निर्देश दिया। विचार यह था कि उन्हें 1 gram 0.035 oz radium की गतिविधि के संदर्भ में मापा जा सकता है, एक माप की इकाई जो curie के रूप में जानी जाएगी। Rutherford के सुझाए गए दृष्टिकोण को काम नहीं करना था—कुछ Chadwick जानते थे लेकिन Rutherford को बताने में डर रहे थे—इसलिए Chadwick ने आगे बढ़ा, और अंततः आवश्यक विधि तैयार की। परिणाम Chadwick का पहला पत्र बन गया, जो Rutherford के सह-लेखन में, 1912 में प्रकाशित हुआ। उन्होंने 1911 में प्रथम श्रेणी के सम्मान के साथ स्नातक की डिग्री प्राप्त की।
गामा विकिरण को मापने का एक तरीका तैयार करने के बाद, Chadwick विभिन्न गैसों और तरल पदार्थों द्वारा गामा किरणों के अवशोषण को मापने के लिए आगे बढ़े। इस बार परिणामी पत्र केवल उनके नाम के तहत प्रकाशित हुआ। उन्हें 1912 में Master of Science MSc डिग्री से सम्मानित किया गया, और Beyer Fellow के रूप में नियुक्त किए गए। अगले वर्ष उन्हें 1851 Exhibition Scholarship से सम्मानित किया गया, जिसने उन्हें महाद्वीपीय Europe के विश्वविद्यालय में अध्ययन और अनुसंधान करने की अनुमति दी। उन्होंने 1913 में Berlin के Physikalisch-Technische Reichsanstalt जाने का चुनाव किया, Hans Geiger के अधीन बीटा विकिरण का अध्ययन करने के लिए। Geiger के हाल ही में विकसित Geiger counter का उपयोग करते हुए, जो पूर्व की तस्वीरी तकनीकों की तुलना में अधिक सटीकता प्रदान करता था, वह यह प्रदर्शित करने में सक्षम थे कि बीटा विकिरण ने अलग पंक्तियों का निर्माण नहीं किया, जैसा कि पहले सोचा गया था, बल्कि निरंतर स्पेक्ट्रम कुछ क्षेत्रों में चोटियों के साथ। Geiger की प्रयोगशाला का दौरा करते समय, Albert Einstein ने Chadwick से कहा: "मैं इनमें से किसी एक को समझा सकता हूँ, लेकिन मैं दोनों को एक साथ नहीं समझा सकता।" सतत स्पेक्ट्रम कई वर्षों तक एक अस्पष्टीकृत घटना बनी रही।
Chadwick अभी भी प्रथम विश्व युद्ध की शुरुआत में Germany में था, और Berlin के निकट Ruhleben internment camp में अंतरिक्ष में रखा गया था, जहाँ उन्हें तबेल में एक प्रयोगशाला स्थापित करने और रेडियोधर्मी टूथपेस्ट जैसी तैयार की गई सामग्रियों का उपयोग करके वैज्ञानिक प्रयोग करने की अनुमति दी गई थी। Charles Drummond Ellis की सहायता से, वह फॉस्फोरस के ionisation पर, और carbon monoxide और chlorine की photochemical प्रतिक्रिया पर काम करते थे। November 1918 में Germany के साथ Armistice लागू होने के बाद उन्हें रिहा किया गया, और Manchester में अपने माता-पिता के घर लौट गए, जहाँ उन्होंने पिछले चार साल के लिए अपने निष्कर्षों को 1851 Exhibition commissioners के लिए लिखा।
Rutherford ने Chadwick को Manchester में अंशकालिक शिक्षण की स्थिति दी, जिससे उन्हें अनुसंधान जारी रखने की अनुमति मिली। उन्होंने platinum, silver, और copper के परमाणु प्रभार को देखा, और प्रायोगिक रूप से पाया कि यह 1.5 प्रतिशत के कम त्रुटि के भीतर परमाणु संख्या के समान था। April 1919 में, Rutherford Cambridge के University में Cavendish Laboratory के निदेशक बन गए, और Chadwick कुछ महीने बाद वहाँ उनके साथ जुड़ गए। Chadwick को 1920 में Clerk-Maxwell studentship से सम्मानित किया गया, और Gonville और Caius College, Cambridge में Doctor of Philosophy PhD छात्र के रूप में नामांकित किए गए। उनके थीसिस का पहला आधा परमाणु संख्या के साथ उनका काम था। दूसरे में, उन्होंने nucleus के अंदर की शक्तियों को देखा। उनकी डिग्री June 1921 में प्रदान की गई थी। November में, वह Gonville और Caius College के Fellow बन गए।
अनुसंधानकर्ता
Cambridge
Chadwick की Clerk-Maxwell studentship 1923 में समाप्त हुई, और उनका स्थान Russian भौतिकविद् Pyotr Kapitza ने लिया। Department of Scientific and Industrial Research की Advisory Council के Chairman, Sir William McCormick ने Chadwick को Rutherford के सहायक अनुसंधान निदेशक बनने की व्यवस्था की। इस भूमिका में, Chadwick ने Rutherford को PhD छात्रों को चुनने में मदद की। अगले कुछ वर्षों में इनमें John Cockcroft, Norman Feather और Mark Oliphant शामिल होंगे, जो Chadwick के साथ दृढ़ मित्र बन जाएंगे। जैसा कि कई छात्रों को यह पता नहीं था कि वे क्या शोध करना चाहते हैं, Rutherford और Chadwick विषयों का सुझाव देते। Chadwick ने प्रयोगशाला द्वारा निर्मित सभी पत्रों को संपादित किया।
1925 में, Chadwick की मुलाकात Aileen Stewart-Brown से हुई, जो एक Liverpool stockbroker की बेटी थीं। दोनों August 1925 में विवाहित हुए, Kapitza Best Man के साथ। दंपति के twin daughters थीं, Joanna और Judith, जिनका जन्म February 1927 में हुआ था।
अपने अनुसंधान में, Chadwick ने nucleus को जांचना जारी रखा। 1925 में, spin की अवधारणा ने भौतिकविदों को Zeeman effect की व्याख्या करने की अनुमति दी, लेकिन इसने अस्पष्टीकृत anomalies भी बनाए। उस समय यह माना जाता था कि nucleus में proton और electron शामिल थे, इसलिए nitrogen के nucleus, उदाहरण के लिए, mass number 14 के साथ, 14 protons और 7 electrons में होने का अनुमान लगाया गया था। इसने इसे सही द्रव्यमान और आवेश दिया, लेकिन गलत spin।
Cambridge में 1928 में beta particles और gamma rays पर एक सम्मेलन में, Chadwick ने Geiger से फिर मुलाकात की। Geiger अपने साथ अपने Geiger counter का एक नया मॉडल लाया था, जिसे उसके post-doctoral छात्र Walther Müller द्वारा सुधारा गया था। Chadwick ने युद्ध के बाद से एक का उपयोग नहीं किया था, और नया Geiger–Müller counter Cambridge में तब उपयोग की जाने वाली scintillation तकनीकों पर एक संभावित बड़ी सुधार था, जो observation के लिए मानव आंख पर निर्भर थे। इसका मुख्य कमी यह था कि इसने alpha, beta और gamma विकिरण को detect किया, और radium, जिसे Cavendish laboratory आमतौर पर अपने प्रयोगों में उपयोग करता था, सभी तीन का उत्सर्जन करता था, और इसलिए जो Chadwick के दिमाग में था उसके लिए अनुपयुक्त था। हालांकि, polonium एक alpha emitter है, और Lise Meitner ने Chadwick को Germany से लगभग 2 millicuries लगभग 0.5 μg भेजा।
Germany में, Walther Bothe और उनके छात्र Herbert Becker ने polonium का उपयोग करके beryllium को alpha particles से bombard किया था, जिससे एक असामान्य प्रकार का विकिरण उत्पन्न हुआ। Chadwick के Australian 1851 Exhibition scholar, Hugh Webster ने उनके परिणामों को दोहराया। Chadwick के लिए, यह कुछ ऐसा था जिसके बारे में वह और Rutherford वर्षों से hypothesis कर रहे थे: न्यूट्रॉन, एक theoretical nuclear particle जिसमें कोई विद्युत आवेश नहीं है। फिर January 1932 में, Feather ने Chadwick का ध्यान एक और आश्चर्यजनक परिणाम पर खींचा। Frédéric और Irène Joliot-Curie को polonium और beryllium को gamma विकिरण के लिए एक स्रोत के रूप में उपयोग करके paraffin wax से protons को knock करने में सफल रहे हैं। Rutherford और Chadwick असहमत थे; protons इसके लिए बहुत भारी थे। लेकिन न्यूट्रॉन को समान प्रभ
