Vida e Obra de James Chadwick

quinta-feira, 19 de abril de 2012

Vida e Obra de James Chadwick

INTRODUÇÃO

James Chadwick (Cheshire, 20 de Outubro de 1891 — Cambridge, 24 de Julho de 1974) foi um físico britânico, colaborador de Ernest Rutherford.

Seu principal contributo para a ciência foi a prova da existência do nêutron. Por esta descoberta, foi-lhe atribuído o Nobel de Física em 1935.

DESENVOLVIMENTO

James Chadwick

Chadwick tornou-se professor de Física na universidade de Liverpool em 1935 e, durante aSegunda Guerra Mundial, integrou o Projeto Manhattan nos Estados Unidos, desenvolvendo as bombas atômicas lançadas sobre Hiroshima e Nagasaki.

Ingressou na Manchester University em 1908 para estudar Física e aí colaborou com Ernest Rutherford no estudo da emissão de raios gama. Em 1913, foi para Universidade Técnica de Berlim, onde trabalhou com o físico alemão Hans Geiger, inventor do contador de radiação com o mesmo nome. Após a guerra, regressou ao Reino Unido e tornou-se professor do Gonville and Caius College, onde retomou as suas investigações no campo da campo da radioactividade. No Laboratório Cavendish, em Cambridge, colaborou com Rutherford (que tinha observado experimentalmente a primeira reacção nuclear em 1919) e com ele produziu a desintegração artificial de diversos elementos, utilizando o bombardeamento com partículas alfa.

A principal contribuição de James Chadwick para o desenvolvimento da física ocorreu em 1932, data em que descobriu a partícula do núcleo atómico, que passou a ser conhecida por nêutron, devido ao facto de não ter carga elétrica. Pela sua descoberta, divulgada à comunidade científica na obra "Possible Existence of Neutron", obteve em 1935 o Nobel de Física.

Foi também professor de física em Liverpool (1935-1948) e diretor do Gonville and Caius College (1948-1958), na segunda guerra mundial esteve ligado ao projecto da bomba atómica, tendo sido conselheiro científico de Robert Oppenheimer, o diretor do Projeto Manhattan (projeto que levou à construção da bomba atómica) no Laboratório de Los Alamos, EUA.

As suas descobertas foram aceitas unanimemente na comunidade física da época e garantiram-lhe a atribuição de diversos prémios, honras e condecorações, entre os quais o Nobel de Física em 1935. Foi membro da Royal Society, Académie Royale de Belgique, Kongelige Danske Videnskabernes Selskab, Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, Sächsische Akademie der Wissenschaften, Pontificia Academia Scientiarum, do Franklin Institute; da American Philosophical Society e da American Physical Society. Como reconhecimento da importância dos seus trabalhos, foi-lhe atribuído o grau de Doutor Honoris Causa nas Universidades de Dublin, Leeds, Oxford, Birmingham, Montreal (McGill), Liverpool e Edinburgh.

Atualmente, sabemos que o nêutron é uma das partículas fundamentais que, juntamente aos prótons, formam o núcleo dos átomos. Ao redor destes últimos existem as nuvens de elétrons, as quais são responsáveis pela condução de corrente elétrica nos materiais condutores, por exemplo.

A descoberta da existência dessa partícula foi possível graças ao grande sucesso da aplicação do Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento. Segundo este, a conservação da quantidade de movimento total de um sistema ocorre se a resultante das forças externas que atuam sobre o sistema for nula. Esse princípio ganhou enorme importância, de forma que ficou conhecido como uma das leis fundamentais da natureza, sendo aplicado pelos cientistas em todos os campos da ciência Física.

A descoberta do nêutron aconteceu no ano de 1932 com o físico inglês James Chadwick. Utilizando a conservação da quantidade de movimento, realizou uma experiência que comprovou a existência do nêutron. No entanto, doze anos antes desse acontecimento, o célebre cientista inglês Rutherford já tinha previsto a existência dessa partícula. Segundo ele, uma possível ligação de um próton com um elétron originaria uma partícula sem carga elétrica, mas com massa igual a do próton. A essa partícula ele chamou de nêutron, mas não tinha certeza da sua existência.

A experiência que J. Chadwick realizou consistiu, basicamente, em fazer com que feixes de partículas alfa se colidissem com uma amostra de berílio (um elemento químico pertencente à família 2A da tabela periódica). Dessa colisão apareceu um tipo de radiação que levaram muitos cientistas a acreditar que se tratava de raios gama. Após realizar vários cálculos, James concluiu que não se tratava de raios gama, a radiação invisível era formada por nêutrons. Para comprovar que realmente se tratava de nêutrons, Chadwick mediu a massa dessas partículas, pois segundo Rutherford elas tinham massa igual à do próton. Com esse feito e por seus importantes trabalhos, em 1935 James foi premiado com o Prêmio Nobel da Física.

Durante a primeira Guerra Mundial esteve detido no Zivilgefangenenlager, em Ruhleben. Depois da guerra voltou para a Inglaterra (1919), para ensinar no Gonville e Caius College de Cambridge, e a trabalhar com Rutherford, agora no laboratório de Cavendish, Cambridge, ano em que seu mestre Rutherford descobriu que se podia desintegrar átomos bombardeando o nitrogênio com partículas de alfa, com a emissão de um próton, a primeira transformação nuclear artificial. Passou a estudar a transmutação dos elementos da luz ao bombardeá-los com partículas alfa, a fim de definir estudos sobre a estrutura do núcleo atômico, tornando-se Asistent Director of Research (1923). Casou-se (1925) comAileen Stewart-Brown, uma estudante de Liverpool, e o casal teve duas filhas. Eleito membro da Royal Society (1927), fez sua descoberta fundamental para a física nuclear: a existência dos nêutrons: partículas elementares desprovidas de quaisquer cargas elétricas (1932). Para esta descoberta recebeu a medalha Huges Medal da Royal Society (1932) e o Nobel de Física (1935) e tornou-se titular da cadeira de Física Lyon Jones, na University of Liverpool (1935). Tornou-se cientista-diretor do projeto britânico da bomba atômica e trabalhou nos Estados Unidos (1943-1946) como chefe da missão britânica integrada ao Projeto Manhattan para o desenvolvimento da famigerada bomba. Regressou à Inglaterra e retirou-se de suas atividades de pesquisador em física (1948) para assumir como master do Gonville e Caius College, Cambridge University (1948-1958). Também foi membro da unidade autorizada de energia atômica do Reino Unido (1957-1962). Morreu em Londres (1974).e durante sua vida escreveu inúmeros artigos científicos, especialmente sobre radioatividade, foi co-autor do livro Radiations from Radioactive substances (1930). Foi nomeado cavaleiro (1945) e honrado com a Copley Medal (1950) e a Franklin Medal do Franklin Institute. Também recebeu várias condecorações de universidades como Oxford, Dublin, Leeds, Birmingham, Montreal, Liverpool e Edinburgh, e foi membro de outras tantas academias importantes como a American Physical Society.

O estudo Físico Nuclear e, em especial, ao estudo da carga dos núcleos e dadesintegração artificial de elementos por partículas alfa. Em 1932, descobriuo neutrão, o que lhe valeu a atribuição do Prémio Nobel da Física em 1935.

Em Berlim, a trabalhar com Geiger, quando rebentou aPrimeira Guerra Mundial. Considerado inimigo, foi mantido em residência fixae obrigado a viver num estábulo. Mesmo assim, não abandonou ostrabalhos científicos, tendo investigado a ionização que ocorre durante aoxidação do fósforo e as reações fotoquímicas entre o cloro e o monóxidode carbono.No fim da guerra foi trabalhar com Rutherford, tendodeterminado o número atómico de alguns elementos e estabelecido arelação entre o número atómico e a carga do átomo. Também comRutherford, produziu a desintegração de elementos leves, o que o levou àdescoberta do neutrão. O conhecimento da existência do neutrão permitiuaprofundar o conhecimento da matéria, explicando, por exemplo, aexistência de isótopos. Durante a Segunda Guerra Mundial, dirigiu adelegação britânica em Los Álamos.

CONCLUSÃO

Conclui que James Chadwick foi um físico inglês nascido em Cheshire, descobridor dos nêutrons (1932), partículas nucleares com a mesma massa do próton, mas com carga elétrica neutra. Filho de Joshep Chadwick e Anne Knowles, fez o high school em Manchester e entrou para a universidade (1908) onde se graduou com honras em Física (1911). Inicialmente um membro da equipe de Rutherford, especializou-se em problemas de radiação e ganhou seu primeiro prêmio (1913) - o Exhibition Scholarship -, uma bolsa de estudos que o levou a Berlim para trabalhar no Physikalisch Technische Reichsanstalt, em Charlottenburg, sob orientação do professor Hans Geiger.