中子是一种亚原子粒子,质量几乎与质子相同,但没有电荷。粒子物理学的发展告诉我们,质子和中子都不是完全基本粒子。它们包含夸克,这些夸克受强相互作用支配。但你知道是谁首次发现中子吗?

中子是由英国物理学家詹姆斯·查德威克于1932年发现的。巧合的是,查德威克是发现质子的欧内斯特·卢瑟福的学生,而卢瑟福又是发现电子的约瑟夫·约翰·汤姆森的学生。

James Chadwick是谁? 

詹姆斯·查德威克爵士是一位英国科学家,因在1932年发现中子而于1935年获得诺贝尔物理学奖。查德威克于1891年10月20日出生在英格兰的一个小镇。他的父亲约瑟夫是铁路仓库管理员,母亲安妮是家庭雇工。查德威克在11岁时被精英曼彻斯特文法学校录取。遗憾的是,他的父母太贫困,负担不起学费,于是他改去男子中央文法学校

数学和物理是他最喜欢的科目。16岁时,他获得了曼彻斯特维多利亚大学的奖学金。他本打算学习数学,却被安排到物理系。查德威克不敢违背面试官的建议,最终还是入学了。 

欧内斯特·卢瑟福是詹姆斯·查德威克在曼彻斯特大学的导师,查德威克在那里开始了他的学术生涯。他于1911年在该校获得学士学位,1913年获得硕士学位。随后,查德威克选择在柏林跟随汉斯·盖格进行研究。 

他原计划研究β辐射,但第一次世界大战随即爆发,德国政府将查德威克关押在鲁赫莱本拘留营四年。

查德威克于1932年发现了中子,他因此最为人所知。查德威克的发现对核裂变的发现以及最终原子弹的研制至关重要。(来源: Famous Scientists)

詹姆斯·查德威克是如何发现中子的?

1932年,查德威克进行了一项实验,使用铍轰击由钋的自然放射性衰变产生的α粒子。实验产生的辐射能够高度穿透铅屏蔽,这在当时的已知粒子中无法解释。

后来的实验验证了这一结果,尤其考虑到迈特纳、哈恩和斯特拉斯曼在1938年圣诞节发现核裂变,这一发现尤为惊人。

我至今仍记得1941年春天。我当时意识到核弹不仅可能,而且必然。我于是开始服用安眠药。这是唯一的办法,从那以后我从未停过。 

James Chadwick

(来源: Famous Scientists)

詹姆斯·查德威克是吉米·中子角色的灵感来源吗?

该节目《吉米·中子历险记》于2002年7月首次播出,最初由尼克国际儿童频道制作。它讲述了五年级天才吉米的故事,他总是发明小装置来解决问题。据说角色名字的灵感来源于詹姆斯·查德威克,因为他发现了中子。(来源: Famous Scientists)