제임스 채드윅 (James Chadwick)

 

 James Chadwick(1891 ~ 1974)는 영국의 Manchester 대학에서 수학하고, 그곳에 남아서 Rutherford 밑에서 감마선 방출레 대한 연구를 하였다. 독일에서 베타선에 대한연구를 하고 있을 때 제1차 세계대전이 일어났고, 적국인으로 억류되기도 하였다. 전쟁 후 Cambridge에서 Rurherfird와 합류하였고, 알파입자 산란으로부터 원자번호가 핵의 전하량과 같다는 것을  보였다. Rutherford와 Chadwick은 핵의 구성 성분으로서 중성의 입자를 제안하였지만 그것을 감지할 만한 방법을 찾지 못하였다.

 

 1930년에 독일 물리학자 W. Bothe와 H. Beeker가 폴로늄(polonium)으로부터 나온 알파입자의 포격을 받은 베릴륨(berylium)으로부터 납을 관통할 수 있는 대전되지 않은 방사선이 방출된다는 것을 발견하였다. 프랑스에서 연구하고 있던 Irene Curie와 그의 남편 Frederic Joliot는 1932년에 이 신비스러운 방사선이 파라핀 평판으로부터 에너지가 5.7MeV 이상인 양성자를 쳐 내 보낼 수 있다는 것을 발견하였다.

 

 그들은 이 방사선이 감마선(x-선보다 에너지가 더 큰 광자)일 것이라고가정하였다. 이 가정으로부터 Compton 산란에 의해 수소-많은 파라핀으로부터 양성자가 두들겨 내쫓겨져 나온다고 가정하였으나, 계산결과 감마선 광자의 에너지는 최소한 55MeV이상이어야만 하였다. 그러나, 이 에너지는 베릴륨 핵들의ㅐ 상호작용으로 나올 수 있는 에너지보다는 턱 없이 높다.

 

 Chadwick는 대신에 양성자와 비슷한 질량을 가진 중성입자가 관여하는 것으로 제안하였다. 같은 질량과의 정면 출동을 하는 다른 입자에 그의 KE를 모두 전달할 수 있으므로, 이 경우에는 5.7MeV의 에너지만이 필요하다, 다른 실험으로부터 그의 가설이 확인되었고, 중성자 발견으로 1935년에 노벨상을 받았다.(Chadwick은 즉각적으로 중성자를 소립자로 생각하지 않았고, "작은 쌍극자 혹은 아마도 좀 더 나은 것으로 전자에 묻혀 있는 양성자"라고 생각하였었다. 중성자가 실제로 소립자라는 생각은 러시아 물리학자 Dmitri Iwanenko에 의해 처음으로 제안되었다.) Chadwick는 2차 세계대전 중에 영국의 핵 폭탄 개발에 참여하는 그룹을 이끌었다.