詹姆斯·查德威克(James Chadwick,1891年10月20日——1974年7月24日),英国物理学家。1935年因发现中子获得
诺贝尔物理学奖。
进入大学的查德威克,迅即由于基础知识的扎实而在物理研究方面崭露超群才华。他被著名科学家卢瑟福看中,毕业后留在曼彻斯特大学
物理实验室,在卢瑟福指导下从事
放射性研究。两年后,由于他的“
α射线穿过
金属箔时发生偏离”的成功实验,获英国
国家奖学金。
1914年
第一次世界大战爆发,德、英两国成为敌对国,正在
柏林的查德威克被德国当局当作英国“俘虏”拘押在鲁莱本的一个平民俘虏营。据说查德威克在
集中营里开始闷得发慌,找不到知音。后来来了一位英国青年军官埃利斯,查德威克以极大的热情向埃利斯讲解原子物理。战后埃利斯成了一个原子
物理学家。他这种科学精神深得德国同行们的同情和赞赏。在
德国科学院的努力交涉下,查德威克在集中营里建立起一座实验室,坚持作放射性
实验研究。
直到战争结束,查德威克才获得自由,重返科研岗位。1923年,他因
原子核带电量的测量和研究取得出色成果,被提升为剑桥大学
卡文迪许实验室副主任,与主任卢瑟福共同从事粒子研究。
1931年,
约里奥·居里夫妇——居里夫人的女儿和女婿公布了他们关于石蜡在“铍射线”照射下产生大量质子的新发现。查德威克立刻意识到,这种射线很可能就是由
中性粒子组成的,这种中性粒子就是解开原子核
正电荷与它质量不相等之谜的钥匙。查德威克立刻着手研究约里奥·居里夫妇做过的实验,用
云室测定这种粒子的质量,结果发现,这种粒子的质量和质子一样,而且不带电荷。他称这种粒子为“中子”。
1935年,查德威克因发现中子获
诺贝尔物理学奖。美国物理学家
欧内斯特·劳伦斯由于发明了
回旋加速器,为
高能物理的研究提供了有力的实验工具,找到了打开粒子
物理世界的一把钥匙,而荣获了1939年的
诺贝尔物理奖。这两位物理学家在1933年
索尔维会议上不期而遇,随后开始了热情的通信,进而成为亲密的朋友。
1939年7月,由于劳伦斯的大力倡导,并派助手协助,查德威克在利物浦的回旋加速器终于产生了它的第一束加速粒子。在劳伦斯的助手瓦尔克的协助下,金赛承担了加速器的日常管理工作,金赛毕业于剑桥大学,他在卡文迪许实验室工作学习了一段时间以后,和劳伦斯一起工作了3年。
原子是由带正电荷的原子核和围绕原子核运转的带
负电荷的电子构成。原子的质量几乎全部集中在原子核上。起初,人们认为原子核的质量(按照卢瑟福和玻尔的原子
模型理论)应该等于它含有的带正电荷的
质子数。可是,一些科学家在研究中发现,原子核的正电荷数与它的质量居然不相等。也就是说,原子核除去含有带正电荷的质子外,还应该含有其他的粒子。那么,那种“其他的粒子”是什么呢?解决这一物理难题、发现那种“其他的粒子”是“中子”的,就是著名的英国物理学家詹姆斯·查德威克。
就在查德威克发现中子的5年前,科学家
瓦尔特·博特和贝克用α
粒子轰击铍时,发现有一种
穿透力很强的射线,他们以为是
γ射线,未加理会。韦伯斯特甚至对这种辐射做过仔细鉴定、看到了它的中性性质,但对这种现象难于解释,因而未再继续深入研究。居里夫人的女儿
伊雷娜·约里奥-居里和她的丈夫也曾在“铍射线”的边缘徘徊,最终还是与中子失之交臂。
中子就这样被他发现了。查德威克解决了
理论物理学家在原子研究中遇到的难题,完成了原子物理研究上的一项突破性进展。后来,
意大利物理学家费米用中子作“炮弹”轰击铀原子核,发现了核裂变和裂变中的
链式反应,开创了人类利用
原子能的新时代。查德威克因发现中子的杰出贡献,获得1935年诺贝尔物理学奖。
中学时代并未显现出过人天赋。他沉默寡言,成绩平平,但坚持自己的信条:会做则必须做对,一丝不苟;不会做又没弄懂,绝不下笔。因此他有时不能按期完成物理作业。而正是他这种不骛虚荣、实事求是、“
驽马十驾,功在不舍”的精神,使他在
科学研究事业中受益一生。