เซอร์เจมส์ แชดวิก

เซอร์เจมส์ แชดวิก (Sir James Chadwick)

เกิด : วันที่ 20 ตุลาคม ค.ศ.1897 ที่ Cheshire ประเทศอังกฤษ
เสียชีวิต : วันที่ 24 กรกฎาคม ค.ศ.1974 ที่ Cambridge ประเทศอังกฤษ


◊◊◊◊◊◊◊◊◊◊
เซอร์ เจมส์ แชดวิก (Sir James Chadwick) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เจ้าของรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ.1935 จากผลงานการค้นพบ อนุภาคชนิดหนึ่งในอะตอม นั่นก็คือ นิวตรอน (neutron)

แชดวิก เกิดที่เมือง Cheshire ประเทศอังกฤษ เรียนที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ (The University of Manchester) และมหาวิทยาลัยเคมบริดส์ (The University of Cambridge) ในปี 1914 แชดวิก ไปเรียนที่ the Technische Hochschule ที่เมือง Berlin ปัจจุบันคือ the Technical University of Berlin โดยเป็นนักศึกษาของ ฮานส์ ไกเกอร์ (Hans Geiger)

ในระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 1 แชดวิก ถูกกักตัวอยู่ในเยอรมนีในฐานะฝ่ายศัตรู หลังจากสงครามสงบลง แชดวิก กลับมายัง Cambridge และได้ร่วมงานกับ เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด (Ernest Rutherford) ในการทดลองการแผ่รังสีแกมมา (gamma rays) จากวัตถุ และยังได้ร่วมกันศึกษาลักษณะของนิวเคลียส อีกด้วย

ปี 1932 แชดวิก ได้ค้นพบสิ่งที่เป็นพื้นฐานของนิวเคลียร์ นั่นคือก็ การพบอนุภาคที่อยู่ในนิวเคลียสของอะตอม ซึ่งต่อมาเรียกว่า นิวตรอน (neutron) ซึ่งมีลักษณะไม่มีประจุไฟฟ้า

การพบนิวตรอนของ แชดวิก เกิดจากการศึกษาการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับอนุภาคเบาคือ เบริลเลียม (Beryllium, Be) เมื่อถูกชนด้วย รังสีแอลฟา (หรืออนุภาคแอลฟา) แล้วพบว่า มีพลังงานหรือรังสีบางอย่างเกิดขึ้น ที่ไปชนโปรตอนในพาราฟิน (paraffin) ทำให้โปรตอนในพาราฟิน ถูกขับออกมา

เจมส์ แชดวิก เสนอคำอธิบายว่า พลังงานหรือรังสีบางชนิดนั้น จริงๆ แล้วเป็นอนุภาคไม่มีประจุไฟฟ้า คือ นิวตรอน ซึ่งถูกขับออกมาจากนิวเคลียสของอะตอมเบริลเลียมและอนุภาคนิวตรอนนี้เอง ที่ไปชนโปรตอนในฟาราฟิน ทำให้โปรตอนกระเด็นออกมา ดังสมการ

มีนักวิทยาศาสตร์หลายคนที่พยายามศึกษาเรื่องนี้ เช่น ในปี ค.ศ.1930 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันสองคน คือ Walther Bothe และ Becker พบว่า เมื่อยิงอนุภาคแอลฟาให้ไปชนนิวเคลียสของธาตุเบริลเลียม จะมีการปล่อยรังสีชนิดหนึ่งที่มีสมบัติคล้ายรังสีแกมมา เพราะรังสีนี้มีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า และสามารถทะลุผ่านวัตถุได้ดีมาก เช่น สามารถทะลุผ่านอิฐหรือแผ่นตะกั่วหนาๆ ได้

ต่อมาในปี ค.ศ.1932 Frédéric Joliot-Curie กับภรรยาคือ Irène Joliot-Curie (ลูกสาวของ ปีแอร์ กับ มารี คูรี) พบว่า เมื่อให้รังสีนี้พุ่งผ่านแผ่นพาราฟินซึ่งเป็นสารที่มีอะตอมของไฮโดรเจนมาก จะมีโปรตอนหลุดออกมาจากแผ่นพาราฟินด้วยพลังงาน 5.7 MeV แต่จากการคำนวณโดยอาศัยกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์พลังงานกลับพบว่า รังสีที่เปล่งออกมาจากการยิงอนุภาคแอลฟาไปชนนิวเคลียสของเบริลเลียมนั้นไม่ใช่รังสีแกมมา

แชดวิก ได้วิเคราะห์ผลการทดลองดังกล่าวและคิดว่า รังสีที่ออกมานั้นน่าจะเป็นอนุภาคชนิดใหม่ที่ยังไม่มีใครพบมาก่อน อนุภาคที่เกิดจากการชนกันระหว่างอนุภาคแอลฟากับนิวเคลียสของเบริลเลียม คือ นิวตรอน (neutron) ผลของการศึกษานี้สนับสนุนความคิดของรัทเทอร์ฟอร์ดที่ว่า มีนิวตรอนอยู่ในนิวเคลียส

การค้นพบนิวตรอนของเจมส์ แชดวิก ทำให้วงการวิทยาศาสตร์ได้ภาพส่วนประกอบของนิวเคลียสของอะตอมที่ถูกต้องขึ้นว่า อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียส และอิเล็กตรอน นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน โดยที่จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส จะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนในนิวเคลียสสำหรับธาตุหนึ่งๆ ส่วนจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสสำหรับธาตุหนึ่งๆ มีแตกต่างกันได้ ซึ่งก็ทำให้เกิดเป็นไอโซโทปต่างๆ ของธาตุหนึ่งๆ การค้นพบนิวตรอนของเจมส์ แชดวิก มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่อมา

หลังจากได้รับรางวัลโนเบล แชดวิก ก็ได้รู้ว่า ในเวลานั้นนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Hans Falkenhagen ก็สามารถค้นพบนิวตรอนได้เช่นเดียวกันกับเขา แต่ไม่ได้มีการนำเสนอผลงานออกไป แชดวิก จึงเสนอให้เขารับรางวัลโนเบลร่วมกัน แต่ก็ได้รับการปฏิเสธ

แชดวิก มาเป็นศาสตราจารย์ทางด้านฟิสิกส์ที่ Liverpool University ในปี 1935 และในระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 2 เขายังได้เข้าร่วมในโครงการแมนฮัตตันของประเทศสหรัฐอเมริกา ทำการพัฒนาระเบิดปรมาณูอีกด้วย

หลังจากสงครามสงบลง แชดวิก กลับมายังลิเวอร์พูลจนกระทั่งย้ายไปที่ Cambridge University และเสียชีวิตที่นั่นในปี 1974

ผลงานที่สำคัญ : ค้นพบอนุภาคนิวตรอน (neutron)
รางวัลที่ได้รับ : รางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ ในปี ค.ศ.1935 จากผลงานการค้นพบ อนุภาคชนิดหนึ่งในอะตอม นั่นก็คือ นิวตรอน (neutron)

ที่มา : www.myfirstbrain.com



จัดทำโดย
น.ส.นงลักษณ์ ศุภสุข เลขที่ 31
น.ส.ศิวภา เล็กวารี เลขที่ 32