James Chadwick kimdir? Hayatı ve Eserleri

James Chadwick kimdir? Hayatı ve Eserleri: (1891-1974) İngiliz, fizikçi. Nötron’un varlığını kanıtlayarak atom çekirdeğinin yapı­sının anlaşılmasına ışık tutmuştur. 19 Eylül 1891’de Cheshire kentinde doğdu. 24 Temmuz 1974’de Cambridge’de öldü. 1911 ’de Manchester Üniversitesi’nden fizik diplomasını aldı. 1911- 1913 arasında aynı üniversitede E. Rutherford ile, 1913’ten başlayarak da Almanya’da H. Geiger ile çalıştı. I. Dünya Savaşı’nın bir bölümünü Almanya’da savaş tutuklusu olarak geçirdi. Savaşın bitiminde İngiltere’ye dönerek Cambridge Üniversitesi’nde Gonville ve Caius College’ın önce Wollanston burs­lusu, iki yıl sonra akademik üyesi olarak bulundu. 1923’te de Cavendish laboratuvarlarında yönetmen yardımcısı olarak çalışmaya başladı. 1932’de nötro­nun varlığını kanıtladı. 1935’te Nobel Ödülü’nü aldı ve aynı yıl Liverpool Üniversitesi’nde Lyon Jones kürsüsüne atandı. 1943-1946 arasında ABD’de atom bombası yapımı çalışmalarına yönelik Manhattan Projesi’nde İngiliz heyetinin başkanlığını yaptı. 1948’de Liverpool Üniversitesi’nden ayrılarak fizik çalışmalarını bıraktı. Aynı yıl Gonville ve Caius College’m yöneticiliğine seçildi ve 1959’a değin bu görevi sürdürdü.

Chadwick’in, E. Rutherford’un
öncülüğünü yap­tığı çekirdek fiziğine katkıları, Almanya’daki çalışma­larıyla
başladı. Bu ülkede H. Geiger ile çalışırken, radyoaktif çekirdeklerin saldığı
beta ışınlarının (elek­tronlar) enerji ve momentum dağılımlarını ölçtü. Bu
dağılımların enerji ve momentumun korunumu ilkesi­ne ters düştüğünü göstererek,
fizik dünyasını uzun yıllar uğraştıracak bir tartışmayı başlattı. Chadwick’ın
bulgusu sonucu, enerji ve momentumun korunurluğu ilkesine olan inanç
sarsılmıştı. 1928’de W. Pauli’nin önerdiği “nötrino”nun varlığının, 1956’da
Reines ve Cowan tarafından deneysel olarak kanıtlan­masına değin bu tartışma
sürdü.

James Chadwick İngiltere’ye döndükten kısa bir süre sonra, Rutherford’un çekirdeğin kütle ve yükünü açıklayabilmek için gerekli gördüğü nötronu deney­sel olarak aramaya koyuldu. Rutherford, o zamana değin gerçekleştirilen deneylerin sonuçlarına ilişkin enerji ve momentum hesaplamalarına dayanarak, çekirdekteki protonların bir bölümüne çok sıkı bi­çimde bağlı olan ve protonlarla “nötron” adını verdiği nötr çiftler oluşturan “çekirdek elektronları”nın varlı­ğını gerekli görüyordu. Chadwick’in nötronu sapta­ma amacıyla yaptığı ilk deneyler, alfa taneciklerini salan kaynağın ve sayma düzeninin yetersizliğinden dolayı olumlu sonuçlar vermedi.

1930’da daha gelişmiş bir sistem kullanan W. Bothe ve H. Becker alfa tanecikleriyle dövülen berilyum­dan, yüksek enerjili ve yüksüz bir ışıma salındığını gözlediler. Ne var ki bu ışımanın gama ışıması (elektromanyetik dalga ya da enerji kuvantumları) olduğunu düşündüler. James Chadwick , aynı deneyi Cavendish’de gerçekleştiren H. C. Webster’in elde ettiği sonuçlardaki bazı ilginç özellikler üzerine bu ışımanın yüksüz taneciklerden oluşabileceğini savundu. Bu savını kanıtlamak amacıyla bir dizi deney gerçekleş- tirdiysc de aradığı sonuçlara yine ulaşamadı.

Bir yıl sonra Joliot-Curie’ler,
benzer bir deney­de berilyumdan salınan ışınların önüne bir parafin tabakası
ko. duklarında, parafinden yüksek enerjili protonlar çıktığını saptadılar. Bu
deneyin sonuçları, Klein ve Nişina’nın o sıralarda geliştirmiş oldukları
elektromanyetik dalgaların yüklü cisimlerle çarpışmasına ilişkin kuvantal kuramın
ışığında incelendiğinde, berilyumdan salınan ışının gamma ışını olamayacağı
anlaşıldı. Benzeri bir deneyi, daha uygun koşullarda gerçekleştiren Chadwick,
berilyumun üzerine düşen alfa tanecikleriyle, parafinden çıkan protonların
enerji ve momentumlarını büyük bir duyarlılıkla ölçmeyi başardı. Bu deneyin
sonuçlarını enerji ve momentu­mun korunumu ilkeleriyle karşılaştırdığında
proton­ların parafinden fırlamasına yol açan yüksüz parça­cıkların hemen hemen
protonla eşit kütle ve enerjiye sahip oldukları kanısına vardı. Bu parçacıklar,
beril­yumun yapıtaşları arasında bulunan ve Rutherford’un sıkı sıkıya bağlı bir
proton ve bir elektrondan oluştu­ğuma inandığı nötronlar olmalıydı. Chadwick’in
bu saptaması kısa zamanda yaygın olarak benimsendi. Ayrıca Heisenberg, elektrik
yükleri dışında birbirine çok benzediklerine inanılan nötron ve protonun,
“nükleon” olarak adlandırdığı bir taneciğin iki değişik yük durumu olarak
sınıflandırılmasını önerdiğinde, çekirdek ve çekirdek-altı parçacıklar
fiziğinde çok önemli olan bir grup fiziksel özelliğin ilk örneği ortaya konmuş
oldu.

James Chadwick Eserleri:

1. Radiation frotn Radioactive Substances
   (E.Rutherford ve C.D. Ellis ile birlikte), 1930, (“Radyoaktif Maddelerden
   Işıma”);
2. Radioactivity and Radioactive
   Substarıces, 1953, (“Radyoaktiflik ve Radyo­aktif Maddeler”).

Kaynak: Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi, Cilt 25, Anadolu
yayıncılık.