การค้นพบโปรตอน การค้นพบนิวตรอน การค้นพบโปรตอนและนิวตรอน การค้นพบโปรตอนใคร

ส่งงานที่ดีของคุณในฐานความรู้เป็นเรื่องง่าย ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา บัณฑิต นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงานจะขอบคุณมาก

โฮสต์ที่ http://www.allbest.ru/

หน่วยงานกลางของการขนส่งทางทะเลและแม่น้ำ

FSBEI HPE "GUMRF ตั้งชื่อตามพลเรือเอก S.O. มาคารอฟ"

Arctic Maritime Institute ตั้งชื่อตาม V.I. โวโรนินา - สาขา

งบประมาณของรัฐบาลกลาง

สถาบันการศึกษาระดับอุดมศึกษาวิชาชีพ

"มหาวิทยาลัยแห่งรัฐกองเรือทะเลและแม่น้ำ

ตั้งชื่อตาม พล.อ.อ. มาคารอฟ"

(สถาบันการเดินเรืออาร์กติกตั้งชื่อตาม V.I. Voronin - สาขา

FSBEI HPE "GUMRF ตั้งชื่อตามพลเรือเอก S.O. มาคารอฟ")

180403.51 การนำทาง

การศึกษานอกเวลา 1 หลักสูตร

เชิงนามธรรม

"การค้นพบนิวตรอน"

นักเรียนนายร้อย Smirnov S.V. กรอกและปกป้องเรียงความด้วยการประเมิน ___ ลงวันที่ __.__ 2014

2014

นิวตรอน

เรารู้อะไรเกี่ยวกับนิวตรอนบ้าง?

Neutromn (จากภาษาละติน neuter - ไม่ใช่อย่างใดอย่างหนึ่ง) เป็นอนุภาคมูลฐานหนักที่ไม่มีประจุไฟฟ้า นิวตรอนเป็นเฟอร์มิออนและอยู่ในชั้นของแบริออน นิวตรอน (ร่วมกับโปรตอน) เป็นหนึ่งในสององค์ประกอบหลักของนิวเคลียสของอะตอม ชื่อสามัญของโปรตอนและนิวตรอนคือนิวคลีออน

การค้นพบนิวตรอน

ในปี 1930, V. A. Ambartsumyan และ D. D. Ivanenko แสดงให้เห็นว่านิวเคลียสไม่สามารถประกอบด้วยโปรตอนและอิเล็กตรอนตามที่เชื่อกันในเวลานั้น อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสระหว่างการสลายตัวของเบตาจะเกิดในช่วงเวลาของการสลายตัว และนอกเหนือจากโปรตอนแล้ว อนุภาคที่เป็นกลางต้องมีอยู่ในนิวเคลียส

ในปี พ.ศ. 2473 Walter Bothe และ G. Becker ซึ่งทำงานในเยอรมนีได้ค้นพบว่าหากอนุภาคแอลฟาพลังงานสูงที่ปล่อยออกมาจากพอโลเนียม-210 กระทบกับธาตุแสงบางชนิด โดยเฉพาะเบริลเลียมหรือลิเธียม รังสีที่มีพลังทะลุทะลวงสูงผิดปกติจะเกิดขึ้น ในตอนแรกเชื่อว่านี่คือรังสีแกมมา แต่กลับกลายเป็นว่ามันมีพลังทะลุทะลวงมากกว่ารังสีแกมมาที่รู้จักกันทั้งหมด และผลลัพธ์ของการทดลองไม่สามารถตีความได้ด้วยวิธีนี้ การมีส่วนร่วมที่สำคัญเกิดขึ้นในปี 1932 โดย Irene และ Frederic Joliot-Curie พวกเขาแสดงให้เห็นว่าหากรังสีที่ไม่รู้จักกระทบกับพาราฟินหรือสารประกอบที่อุดมด้วยไฮโดรเจนอื่นๆ จะเกิดโปรตอนพลังงานสูง โดยตัวมันเองแล้ว สิ่งนี้ไม่ได้ขัดแย้งอะไรเลย แต่ผลลัพธ์ที่เป็นตัวเลขนำไปสู่ความไม่สอดคล้องกันในทฤษฎี ต่อมาในปี พ.ศ. 2475 เจมส์ แชดวิค นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษได้ทำการทดลองหลายชุด ซึ่งเขาได้แสดงให้เห็นว่าสมมติฐานของรังสีแกมมาไม่สามารถป้องกันได้ เขาเสนอว่าการแผ่รังสีนี้ประกอบด้วยอนุภาคไม่มีประจุที่มีมวลใกล้เคียงกับโปรตอน และได้ทำการทดลองหลายชุดเพื่อยืนยันสมมติฐานนี้ อนุภาคที่ไม่มีประจุเหล่านี้ถูกตั้งชื่อว่า นิวตรอน จากรากศัพท์ภาษาละตินว่า เป็นกลาง และคำต่อท้ายอนุภาคตามปกติบน (เขา) ในปี 1932 เดียวกัน D. D. Ivanenko และ W. Heisenberg เสนอว่านิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน

เจมส์ แชดวิก

James Chadwick นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเกิดที่เมือง Bollington ใกล้เมืองแมนเชสเตอร์ เขาเป็นลูกคนโตในบรรดาลูกสี่คนของจอห์น โจเซฟ แชดวิค เจ้าของร้านซักรีด และแอนน์ แมรี (โนวส์) แชดวิค หลังจากจบการศึกษาจากโรงเรียนประถมท้องถิ่น เขาเข้าเรียนที่โรงเรียนมัธยมเทศบาลแมนเชสเตอร์ ซึ่งเขาเก่งคณิตศาสตร์ ในปี พ.ศ. 2451 แชดวิคเข้ามหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์โดยตั้งใจเรียนคณิตศาสตร์ แต่เนื่องจากความเข้าใจผิด เขาจึงถูกสัมภาษณ์ในวิชาฟิสิกส์ เจียมเนื้อเจียมตัวเกินไปที่จะชี้ให้เห็นข้อผิดพลาด เขาตั้งใจฟังคำถามที่ถามและตัดสินใจเปลี่ยนความเชี่ยวชาญ สามปีต่อมาเขาสำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยด้วยเกียรตินิยมสาขาฟิสิกส์

ในปี พ.ศ. 2454 แชดวิคเริ่มงานระดับสูงกว่าปริญญาตรีภายใต้เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดที่ห้องปฏิบัติการกายภาพของแมนเชสเตอร์ ในเวลานี้เองที่การทดลองเกี่ยวกับการกระเจิงของอนุภาคแอลฟา (ซึ่งถูกพิจารณาว่าเป็นอะตอมของฮีเลียมที่มีประจุไฟฟ้า) ผ่านแผ่นโลหะบางๆ ทำให้รัทเทอร์ฟอร์ดตั้งสมมติฐานว่ามวลทั้งหมดของอะตอมกระจุกตัวอยู่ในนิวเคลียสที่มีประจุบวกหนาแน่นล้อมรอบ โดยอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ ซึ่งอย่างที่ทราบกันดีว่ามีมวลค่อนข้างน้อย แชดวิคได้รับปริญญาโทจากแมนเชสเตอร์ในปี พ.ศ. 2456 และในปีเดียวกัน เขาได้รับทุนไปเยอรมนีเพื่อศึกษากัมมันตภาพรังสีภายใต้การดูแลของฮันส์ ไกเกอร์ (อดีตผู้ช่วยของรัทเทอร์ฟอร์ด) ที่สถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีแห่งรัฐในกรุงเบอร์ลิน เมื่อสงครามโลกครั้งที่ 1 ปะทุขึ้นในปี 2457 แชดวิคถูกฝึกงานในฐานะพลเมืองอังกฤษและใช้เวลากว่า 4 ปีในค่ายพลเรือนที่รูเลเบน แม้ว่าแชดวิคต้องทนทุกข์ทรมานจากสภาวะเลวร้ายที่บั่นทอนสุขภาพของเขา แต่เขาก็มีส่วนร่วมในสังคมแห่งการเรียนรู้ที่สร้างขึ้นโดยเพื่อนร่วมทุกข์ด้วยกัน กิจกรรมของกลุ่มนี้ได้รับการสนับสนุนจากนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันบางคน รวมถึง Walter Nernst ซึ่ง Chadwick ได้พบขณะฝึกงาน

การค้นพบของแชดวิก

อนุภาคนิวตรอน แชดวิก แอลฟา

แชดวิคกลับมาแมนเชสเตอร์ในปี 2462 ไม่นานก่อนหน้านี้ รัทเทอร์ฟอร์ดได้ค้นพบว่าการระดมยิงด้วยอนุภาคแอลฟา (ปัจจุบันถือว่าเป็นนิวเคลียสของฮีเลียม) อาจทำให้อะตอมของไนโตรเจนสลายตัวเป็นนิวเคลียสที่เบากว่าของธาตุอื่นๆ ไม่กี่เดือนต่อมา รัทเทอร์ฟอร์ดได้รับเลือกให้เป็นผู้อำนวยการของห้องปฏิบัติการคาเวนดิชแห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และเขาได้เชิญแชดวิคให้ติดตามเขา แชดวิคได้รับทุน Walleston Fellowship ที่ Gonville and Caius College, Cambridge และสามารถทำงานร่วมกับรัทเทอร์ฟอร์ดในขณะที่ทำการทดลองกับอนุภาคแอลฟาต่อไป พวกเขาพบว่าการทิ้งระเบิดของนิวเคลียสมักจะก่อให้เกิดสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นนิวเคลียสของไฮโดรเจน ซึ่งเป็นธาตุที่เบาที่สุด นิวเคลียสของไฮโดรเจนมีประจุบวกเท่ากับประจุลบของอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้อง แต่มีมวลมากกว่ามวลของอิเล็กตรอนประมาณ 2,000 เท่า รัทเทอร์ฟอร์ดเรียกมันว่าโปรตอนในภายหลัง เห็นได้ชัดว่าอะตอมโดยรวมเป็นกลางทางไฟฟ้า เนื่องจากจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่อยู่รอบนิวเคลียส อย่างไรก็ตาม จำนวนโปรตอนนี้ไม่ตรงกับมวลของอะตอม ยกเว้นในกรณีที่ง่ายที่สุดของไฮโดรเจน เพื่อแก้ไขความคลาดเคลื่อนนี้ รัทเทอร์ฟอร์ดเสนอแนวคิดในปี พ.ศ. 2463 ว่านิวเคลียสอาจมีอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ซึ่งต่อมาเขาเรียกว่านิวตรอน ซึ่งเกิดจากการรวมกันของอิเล็กตรอนและโปรตอน มุมมองที่ตรงกันข้ามคือ อะตอมประกอบด้วยอิเล็กตรอนทั้งภายนอกและภายในนิวเคลียส และประจุลบของอิเล็กตรอนนิวเคลียร์เพียงแค่หักล้างประจุบางส่วนบนโปรตอน จากนั้นโปรตอนของนิวเคลียสจะมีส่วนร่วมในมวลรวมของอะตอม และประจุรวมของพวกมันจะเป็นเพียงการทำให้ประจุของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสเป็นกลาง แม้ว่าข้อเสนอแนะของรัทเทอร์ฟอร์ดที่ว่ามีอนุภาคเป็นกลางจะได้รับการเคารพ แต่ก็ยังไม่มีการยืนยันจากการทดลองเกี่ยวกับแนวคิดนี้

แชดวิกได้รับปริญญาเอกสาขาฟิสิกส์จากเคมบริดจ์ในปี พ.ศ. 2464 และได้รับเลือกเป็น Fellow of Gonville and Caius College สองปีต่อมาเขาได้เป็นรองผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการคาเวนดิช จนถึงปลายยุค 20 เขาตรวจสอบปรากฏการณ์ของอะตอมเช่นการสลายตัวเทียมของนิวเคลียสของธาตุแสงภายใต้การระดมยิงด้วยอนุภาคแอลฟาและการปล่อยอนุภาคบีตา (อิเล็กตรอน) ที่เกิดขึ้นเอง ในกระบวนการของงานนี้ เขาครุ่นคิดว่าการมีอยู่ของอนุภาคที่เป็นกลางของรัทเทอร์ฟอร์ดจะได้รับการยืนยันได้อย่างไร แต่การศึกษาขั้นเด็ดขาดที่ทำให้สามารถทำเช่นนี้ได้ดำเนินการในเยอรมนีและฝรั่งเศส

ในปี 1930 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Walter Bothe และ Hans Becker ค้นพบว่าเมื่อองค์ประกอบแสงบางอย่างถูกโจมตีด้วยอนุภาคแอลฟา รังสีดูเหมือนจะมีอำนาจทะลุทะลวงพิเศษ ซึ่งพวกเขาเข้าใจผิดคิดว่าเป็นรังสีแกมมา รังสีแกมมาเป็นที่รู้จักกันเป็นครั้งแรกว่าเป็นรังสีที่เกิดจากนิวเคลียสของกัมมันตภาพรังสี ทะลุทะลวงได้ดีกว่ารังสีเอกซ์เพราะมีความยาวคลื่นสั้นกว่า อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์บางอย่างทำให้งงงวย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้เบริลเลียมเป็นเป้าหมายในการทิ้งระเบิด ในกรณีนี้ การแผ่รังสีในทิศทางการไหลของอนุภาคแอลฟาที่ตกกระทบมีกำลังทะลุทะลวงมากกว่าการแผ่รังสีย้อนกลับ แชดวิคเสนอว่าเบริลเลียมปล่อยอนุภาคที่เป็นกลางมากกว่ารังสีแกมมา ในปี 1932 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Frédéric Joliot และ Irene Joliot-Curie ขณะที่ศึกษาพลังทะลุทะลวงของรังสีเบริลเลียม ได้วางวัสดุดูดซับต่างๆ ระหว่างเบริลเลียมที่ถูกทิ้งระเบิดและห้องไอออไนเซชันที่ทำหน้าที่เป็นตัวบันทึกรังสี เมื่อพวกเขาใช้พาราฟิน (สารที่อุดมด้วยไฮโดรเจน) เป็นตัวดูดซับ พวกเขาพบว่ารังสีที่ออกมาจากพาราฟินเพิ่มขึ้น ไม่ใช่ลดลง การตรวจสอบทำให้พวกเขาสรุปได้ว่าการเพิ่มขึ้นของรังสีนั้นเกี่ยวข้องกับโปรตอน (นิวเคลียสของไฮโดรเจน) ที่หลุดออกจากพาราฟินโดยการทะลุทะลวงของรังสี พวกเขาเสนอว่าโปรตอนถูกทำให้แตกออกโดยการชนกับควอนตา (หน่วยพลังงานที่ไม่ต่อเนื่องกัน) ของรังสีแกมมาที่มีกำลังแรงผิดปกติ คล้ายกับที่อิเล็กตรอนถูกทำให้แตกออกเมื่อชนกับรังสีเอกซ์ (ผลกระทบของคอมป์ตัน) ในการทดลองที่บุกเบิกโดย Arthur H. คอมป์ตัน

แชดวิคทำซ้ำอย่างรวดเร็วและขยายการทดลองที่ดำเนินการโดยคู่รักชาวฝรั่งเศส และพบว่าแผ่นตะกั่วหนาไม่มีผลต่อการแผ่รังสีของเบริลเลียมที่เห็นได้ชัดเจน โดยไม่ลดทอนหรือสร้างรังสีทุติยภูมิ ซึ่งบ่งชี้ว่ามีพลังทะลุทะลวงสูง อย่างไรก็ตาม พาราฟินให้ฟลักซ์เพิ่มเติมของโปรตอนเร็วอีกครั้ง แชดวิคทำการทดสอบเพื่อยืนยันว่าพวกมันเป็นโปรตอนจริงและกำหนดพลังงานของพวกมัน จากนั้นเขาก็แสดงให้เห็นว่าโดยภาพรวมแล้ว ไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่งที่อนุภาคแอลฟาที่ชนกับเบริลเลียมจะสามารถผลิตรังสีแกมมาที่มีพลังงานมากพอที่จะผลักโปรตอนออกจากพาราฟินด้วยความเร็วดังกล่าว ดังนั้นเขาจึงละทิ้งความคิดเกี่ยวกับรังสีแกมมาและมุ่งเน้นไปที่สมมติฐานของนิวตรอน หลังจากยอมรับการมีอยู่ของนิวตรอนแล้ว เขาแสดงให้เห็นว่าจากการจับอนุภาคแอลฟาโดยนิวเคลียสเบริลเลียม ทำให้เกิดนิวเคลียสของธาตุคาร์บอนได้ และนิวตรอนหนึ่งตัวจะถูกปลดปล่อยออกมา เขาทำเช่นเดียวกันกับโบรอนซึ่งเป็นธาตุอีกชนิดหนึ่งที่ผลิตรังสีทะลุทะลวงเมื่อถูกโจมตีด้วยรังสีแอลฟา อนุภาคแอลฟาและนิวเคลียสโบรอนรวมกันเป็นนิวเคลียสไนโตรเจนและนิวตรอน พลังทะลุทะลวงสูงของนิวตรอนฟลักซ์เกิดขึ้นเนื่องจากนิวตรอนไม่มีประจุ ดังนั้นเมื่อเคลื่อนที่ในสสาร จึงไม่สัมผัสกับอิทธิพลของสนามไฟฟ้าของอะตอม แต่จะโต้ตอบกับนิวเคลียสในการชนกันโดยตรงเท่านั้น นอกจากนี้ นิวตรอนยังต้องการพลังงานน้อยกว่ารังสีแกมมาในการชนโปรตอน เนื่องจากมีโมเมนตัมมากกว่าควอนตัมการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานเท่ากัน ข้อเท็จจริงที่ว่าการแผ่รังสีของเบริลเลียมในทิศทางไปข้างหน้าทะลุทะลวงได้มากกว่าอาจเกี่ยวข้องกับการแผ่รังสีพิเศษของนิวตรอนในทิศทางของโมเมนตัมของฟลักซ์ของอนุภาคแอลฟาที่ตกกระทบ

แชดวิคยังยืนยันสมมติฐานของรัทเทอร์ฟอร์ดที่ว่ามวลของนิวตรอนจะต้องเท่ากับมวลของโปรตอนด้วยการวิเคราะห์การแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างนิวตรอนและโปรตอนที่ถูกกระแทกออกจากสสาร ราวกับว่ามันเป็นการชนกันของลูกบิลเลียด การแลกเปลี่ยนพลังงานมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษเนื่องจากมวลของพวกมันเกือบจะเท่ากัน เขายังวิเคราะห์ร่องรอยของอะตอมไนโตรเจนที่ชนกับนิวตรอนในห้องควบแน่น ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่คิดค้นโดย C.T.R. วิลสัน. ไอระเหยในห้องควบแน่นจะควบแน่นตามเส้นทางไฟฟ้าที่อนุภาคไอออไนซ์ปล่อยออกมาเมื่อทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของไอ แทร็กสามารถมองเห็นได้แม้ว่าอนุภาคจะมองไม่เห็นก็ตาม เนื่องจากนิวตรอนไม่แตกตัวเป็นไอออนโดยตรง จึงมองไม่เห็นร่องรอยของมัน แชดวิคต้องสร้างคุณสมบัติของนิวตรอนจากรอยทางด้านซ้ายหลังจากการชนกับอะตอมของไนโตรเจน ปรากฎว่ามวลของนิวตรอนสูงกว่ามวลของโปรตอน 1.1%

การทดลองและการคำนวณโดยนักฟิสิกส์คนอื่นๆ ได้ยืนยันการค้นพบของ Chadwick และการมีอยู่ของนิวตรอนได้รับการยอมรับอย่างรวดเร็ว หลังจากนั้นไม่นาน แวร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์กได้แสดงให้เห็นว่านิวตรอนไม่สามารถเป็นส่วนผสมของโปรตอนและอิเล็กตรอนได้ แต่เป็นอนุภาคนิวเคลียร์ที่ไม่มีประจุ ซึ่งเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมหรืออนุภาคมูลฐานลำดับที่สามที่ถูกค้นพบ การพิสูจน์การมีอยู่ของนิวตรอนในปี 1932 ของ Chadwick ได้เปลี่ยนภาพรวมของอะตอมโดยพื้นฐานและปูทางไปสู่การค้นพบเพิ่มเติมทางฟิสิกส์ นิวตรอนยังใช้ประโยชน์ได้จริงในฐานะตัวทำลายอะตอม: ไม่เหมือนกับโปรตอนที่มีประจุบวก มันไม่ขับไล่เมื่อเข้าใกล้นิวเคลียส

คำสารภาพ

"สำหรับการค้นพบนิวตรอน" แชดวิกได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี พ.ศ. 2478 Hans Pleyel จาก Royal Academy of Sciences แห่ง Royal Swedish Academy of Sciences กล่าวว่า "การมีอยู่ของนิวตรอนได้รับการพิสูจน์อย่างสมบูรณ์แล้ว" ในสุนทรพจน์ของเขาในพิธีมอบรางวัล "อันเป็นผลมาจากการที่นักวิทยาศาสตร์ได้แนวคิดใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม ซึ่งสอดคล้องกับการกระจายพลังงานภายในนิวเคลียสของอะตอมได้ดีกว่า เห็นได้ชัดว่านิวตรอนก่อตัวขึ้นเป็นองค์ประกอบหนึ่งของโครงสร้างที่ประกอบกันเป็นอะตอมและโมเลกุล และด้วยเหตุนี้จึงเป็นทั้งเอกภพของสสาร”

แชดวิกย้ายไปที่มหาวิทยาลัยลิเวอร์พูลในปี พ.ศ. 2478 เพื่อตั้งศูนย์ใหม่สำหรับการวิจัยฟิสิกส์นิวเคลียร์ ในลิเวอร์พูล เขาดูแลความทันสมัยของอุปกรณ์ของมหาวิทยาลัยและดูแลการสร้างไซโคลตรอน ซึ่งเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับเร่งอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เมื่อสงครามโลกครั้งที่สองปะทุขึ้นในปี 1939 รัฐบาลอังกฤษถาม Chadwick ว่าปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์เป็นไปได้หรือไม่ และเขาเริ่มตรวจสอบความเป็นไปได้นี้โดยใช้เครื่อง Liverpool cyclotron ในปีต่อมาเขาได้เข้าร่วมคณะกรรมการ Modov ซึ่งเป็นกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงของอังกฤษกลุ่มเล็กๆ ที่ได้ข้อสรุปในแง่ดีเกี่ยวกับความสามารถของอังกฤษในการสร้างระเบิดปรมาณู และกลายเป็นผู้ประสานงานโครงการทดลองอาวุธปรมาณูที่ลิเวอร์พูล เคมบริดจ์ และบริสตอล อย่างไรก็ตาม ในเวลาต่อมา อังกฤษตัดสินใจเข้าร่วมโครงการอาวุธนิวเคลียร์ของอเมริกา และส่งนักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ไปยังสหรัฐฯ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2486 ถึง พ.ศ. 2488 แชดวิกได้ประสานงานกับนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษที่ทำงานในโครงการแมนฮัตตัน (โครงการลับระเบิดปรมาณู)

แชดวิคกลับมาที่มหาวิทยาลัยลิเวอร์พูลในปี พ.ศ. 2489 สองปีต่อมา เขาเกษียณจากสถาบันการศึกษาที่ทำงานอยู่เพื่อเป็นหัวหน้าวิทยาลัยกอนวิลล์และไกอุส ในปี 1958 เขาย้ายไปอยู่ที่ North Wales กับ Eileen ภรรยาของเขา ก่อนที่จะแต่งงานกับ Stuart-Brown ซึ่งเขาแต่งงานกันในปี 1925 พวกเขากลับมาที่ Cambridge ในปี 1969 เพื่อใกล้ชิดกับลูกสาวฝาแฝดของพวกเขา แชดวิคเสียชีวิตในอีก 5 ปีต่อมาในเคมบริดจ์

นอกจากรางวัลโนเบลแล้ว แชดวิคยังได้รับเหรียญรางวัล Hughes Medal (1932) และ Copley Medal (1950) จาก Royal Society, US Government Medal of Merit (1946), Franklin Medal ของ Franklin Institute (1951) และ Guthrie Medal of Physics Institute ในลอนดอน (1967) หลังจากได้รับตำแหน่งขุนนางในปี พ.ศ. 2488 เขาได้รับปริญญากิตติมศักดิ์จากมหาวิทยาลัยในอังกฤษ 9 แห่ง และเป็นสมาชิกของสมาคมและสถาบันการศึกษาหลายแห่งในยุโรปและสหรัฐอเมริกา

หนังสือมือสอง

1.http://ru.wikipedia.org

2. http://hiroshima.scepsis.ru

โฮสต์บน Allbest.ru

เอกสารที่คล้ายกัน

พัฒนาการของฟิสิกส์ในศตวรรษที่ 20 การทดลองของ Rikke เพื่อทดสอบธรรมชาติที่ไม่ใช่อะตอมของกระแสในโลหะ Perrin เพื่อกำหนดมวลของโมเลกุล การทดลองของ E. Rutherford เกี่ยวกับการกระเจิงของอนุภาคแอลฟาบนอะตอมของธาตุหนัก การค้นพบตัวนำยิ่งยวดและของไหลยิ่งยวด

ภาคนิพนธ์ เพิ่ม 01/10/2014


อนุภาคมูลฐาน คือ อนุภาคที่ไม่มีโครงสร้างภายใน กล่าวคือ ไม่มีอนุภาคอื่นๆ การจำแนกประเภทของอนุภาคมูลฐาน สัญลักษณ์และมวล ค่าสีและหลักการเพาลี เฟอร์มิออนเป็นอนุภาคองค์ประกอบพื้นฐานของสสารทุกชนิด

งานนำเสนอ เพิ่ม 05/27/2012


คุณสมบัติของอนุภาคมูลฐานทั้งหมด การสื่อสารของโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสของอะตอม การจำแนกประเภทของอนุภาคมูลฐาน. ค่าความแตกต่างระหว่างมวลของนิวตรอนและโปรตอน อันตรกิริยาโน้มถ่วงของนิวตรอน ค่าทดลองของชีวิตมิวออน

นามธรรมเพิ่ม 12/20/2011


ภาพร่างโดยสังเขปของชีวิต พัฒนาการส่วนบุคคลและความคิดสร้างสรรค์ของ Michael Faraday นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษผู้ยิ่งใหญ่ การวิจัยของฟาราเดย์ในด้านแม่เหล็กไฟฟ้าและการค้นพบปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า การกำหนดกฎหมาย การทดลองกับไฟฟ้า

บทคัดย่อ เพิ่ม 04/23/2009


ประสบการณ์ของรัทเทอร์ฟอร์ด การศึกษาโครงสร้างของอะตอม การวัดส่วนตัดขวาง องค์ประกอบของนิวเคลียสของอะตอม วิธีการวัดขนาดของนิวเคลียสและการกระจายของมวลในนิวเคลียส ลักษณะของโปรตอน นิวตรอน อิเล็กตรอน ลักษณะเทนเซอร์ของการทำงานร่วมกันของนิวคลีออน

การนำเสนอเพิ่ม 06/21/2016


ลักษณะของเครื่องตรวจจับการปลดปล่อยก๊าซของรังสีนิวเคลียร์ (ห้องไอออไนเซชัน, เคาน์เตอร์สัดส่วน, เคาน์เตอร์ไกเกอร์-มุลเลอร์) ฟิสิกส์ของกระบวนการที่เกิดขึ้นในเคาน์เตอร์ระหว่างการลงทะเบียนของอนุภาคนิวเคลียร์ การวิเคราะห์การทำงานของเคาน์เตอร์ไกเกอร์-มุลเลอร์

งานในห้องปฏิบัติการ เพิ่ม 11/24/2010


ปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพขั้นพื้นฐาน แรงโน้มถ่วง. แม่เหล็กไฟฟ้า. ปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอ ปัญหาเอกภาพของฟิสิกส์ การจำแนกประเภทของอนุภาคมูลฐาน. ลักษณะของอนุภาคย่อยของอะตอม เลปตัน ฮาดรอน อนุภาคเป็นพาหะของอันตรกิริยา

วิทยานิพนธ์ เพิ่ม 05.02.2003


แอมพลิจูดการกระเจิงของนิวตรอนในตัวกลางนิวเคลียร์ ดัชนีการหักเหของแสง ขึ้นอยู่กับโพลาไรเซชันและมุมของการหมุนกับระยะทางที่ลำนิวตรอนเคลื่อนที่ พลังงานนิวตรอนในตัวกลางนิวเคลียร์ ได้รับนิพจน์สำหรับสนามแม่เหล็กปลอมนิวเคลียร์

ภาคนิพนธ์ เพิ่ม 07/23/2010


การก่อตัวของกระแสไฟฟ้า การมีอยู่ การเคลื่อนที่และปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ทฤษฎีการปรากฏของไฟฟ้าเมื่อโลหะสองชนิดที่ต่างกันมาสัมผัสกัน การสร้างแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า การศึกษาผลกระทบของกระแสไฟฟ้า

งานนำเสนอ เพิ่ม 01/28/2011


ชีวิตของไอแซก นิวตัน - นักคณิตศาสตร์ นักฟิสิกส์ และนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ การศึกษาและตำแหน่งศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ การทดลองทางทัศนศาสตร์ การประดิษฐ์ กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง การค้นพบในด้านกลศาสตร์และคณิตศาสตร์

เมื่อเบริลเลียมถูกระดมยิงด้วยอนุภาค α ที่ปล่อยออกมาจากสารกัมมันตภาพรังสีพอโลเนียม รังสีทะลุทะลวงที่รุนแรงจะเกิดขึ้นซึ่งสามารถเอาชนะสิ่งกีดขวาง เช่น ชั้นของตะกั่ว 10-20 ซม. รังสีนี้สังเกตได้เกือบพร้อมกันกับแชดวิคโดยไอรีนและเฟรเดริก คู่สมรสของโจลิออต-คูรี (ไอรีนเป็นลูกสาวของมารีและปิแอร์ คูรี) แต่พวกเขาเสนอว่ารังสีเหล่านี้เป็นรังสีแกมมาที่มีพลังงานสูง พวกเขาพบว่าหากวางแผ่นพาราฟินในเส้นทางของการแผ่รังสีของเบริลเลียม พลังไอออไนซ์ของรังสีนี้จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว พวกเขาพิสูจน์ว่ารังสีเบริลเลียมทำให้โปรตอนหลุดออกจากพาราฟินซึ่งมีอยู่ในสารที่มีไฮโดรเจนในปริมาณมาก จากเส้นทางอิสระของโปรตอนในอากาศ พวกเขาประเมินพลังงานของ γ-ควอนตา ที่สามารถให้ความเร็วที่จำเป็นแก่โปรตอนในการชน มันกลายเป็นเรื่องใหญ่ - ประมาณ 50 MeV.

เจ. แชดวิคในการทดลองของเขาสังเกตเห็นร่องรอยของนิวเคลียสไนโตรเจนในห้องเมฆที่มีการปะทะกับรังสีเบริลเลียม บนพื้นฐานของการทดลองเหล่านี้ เขาได้ประเมินพลังงานของ γ-ควอนตัม ซึ่งสามารถบอกนิวเคลียสของไนโตรเจนถึงความเร็วที่สังเกตได้ในการทดลอง มันกลายเป็นเท่ากับ 100-150 MeV. พลังงานมหาศาลเช่นนี้ไม่สามารถให้ γ-quanta ปล่อยออกมาจากเบริลเลียมได้ บนพื้นฐานนี้ แชดวิคสรุปว่าจากเบริลเลียม ภายใต้การกระทำของอนุภาค α ไม่ใช่ γ-ควอนตาที่ไม่มีมวลลอยออกมา แต่เป็นอนุภาคที่ค่อนข้างหนัก เนื่องจากอนุภาคเหล่านี้ทะลุทะลวงได้สูงและไม่ได้ทำให้ก๊าซแตกตัวเป็นไอออนโดยตรงในตัวนับไกเกอร์ ดังนั้นพวกมันจึงมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า ดังนั้น การมีอยู่ของนิวตรอน ซึ่งเป็นอนุภาคที่รัทเทอร์ฟอร์ดทำนายไว้มากกว่า 10 ปีก่อนการทดลองของแชดวิคจึงได้รับการพิสูจน์

ไฮโดรเจน ธาตุที่มีโครงสร้างง่ายที่สุด มีประจุบวกและอายุการใช้งานเกือบไม่จำกัด เป็นอนุภาคที่เสถียรที่สุดในจักรวาล โปรตอนที่เกิดจากบิกแบงยังไม่สลายตัว มวลโปรตอนเท่ากับ 1.627*10-27 กก. หรือ 938.272 eV บ่อยครั้งที่ค่านี้แสดงเป็นโวลต์อิเล็กตรอน

โปรตอนถูกค้นพบโดย "บิดา" ของฟิสิกส์นิวเคลียร์ Ernest Rutherford เขาตั้งสมมติฐานว่านิวเคลียสของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดประกอบด้วยโปรตอนเนื่องจากมวลมีมากกว่านิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนเป็นจำนวนเต็ม รัทเทอร์ฟอร์ดทำการทดลองที่น่าสนใจ ในเวลานั้น กัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติของธาตุบางชนิดได้ถูกค้นพบแล้ว การใช้รังสีแอลฟา (อนุภาคแอลฟาคือนิวเคลียสของฮีเลียมที่มีพลังงานสูง) นักวิทยาศาสตร์ฉายรังสีอะตอมของไนโตรเจน อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์นี้ อนุภาคถูกปล่อยออกมา รัทเทอร์ฟอร์ดเสนอว่ามันเป็นโปรตอน การทดลองเพิ่มเติมในห้องฟองสบู่ของ Wilson ยืนยันข้อสันนิษฐานของเขา ดังนั้นในปี พ.ศ. 2456 จึงมีการค้นพบอนุภาคใหม่ แต่สมมติฐานของรัทเทอร์ฟอร์ดเกี่ยวกับองค์ประกอบของนิวเคลียสกลับกลายเป็นว่าไม่สามารถป้องกันได้

การค้นพบนิวตรอน

นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่พบข้อผิดพลาดในการคำนวณของเขาและตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการมีอยู่ของอนุภาคอื่นที่เป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสและมีมวลเกือบเท่ากับโปรตอน จากการทดลอง เขาตรวจไม่พบ

สิ่งนี้ทำขึ้นในปี 1932 โดย James Chadwick นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เขาได้ทำการทดลองซึ่งเขาได้ระดมยิงอะตอมของเบริลเลียมด้วยอนุภาคแอลฟาพลังงานสูง อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ อนุภาคบินออกจากนิวเคลียสของเบริลเลียม ซึ่งต่อมาเรียกว่านิวตรอน แชดวิคได้รับรางวัลโนเบลจากการค้นพบของเขาในอีกสามปีต่อมา

มวลของนิวตรอนแตกต่างจากมวลของโปรตอนเพียงเล็กน้อย (1.622 * 10-27 กก.) แต่อนุภาคนี้ไม่มีประจุ ในแง่นี้ มันเป็นกลางและในขณะเดียวกันก็สามารถทำให้เกิดการแตกตัวของนิวเคลียสหนักได้ เนื่องจากไม่มีประจุ นิวตรอนสามารถผ่านสิ่งกีดขวางศักย์คูลอมบ์สูงได้อย่างง่ายดายและฝังตัวอยู่ในโครงสร้างของนิวเคลียส

โปรตอนและนิวตรอนมีคุณสมบัติทางควอนตัม (สามารถแสดงคุณสมบัติของอนุภาคและคลื่นได้) รังสีนิวตรอนใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ พลังทะลุทะลวงสูงช่วยให้รังสีนี้แตกตัวเป็นไอออนในเนื้องอกที่อยู่ลึกและการก่อตัวของเนื้อร้ายอื่นๆ และตรวจจับพวกมันได้ ในกรณีนี้ พลังงานของอนุภาคมีขนาดค่อนข้างเล็ก

นิวตรอนเป็นอนุภาคที่ไม่เสถียรซึ่งแตกต่างจากโปรตอน อายุการใช้งานประมาณ 900 วินาที มันสลายตัวเป็นโปรตอน อิเล็กตรอน และอิเล็กตรอนนิวตริโน

ในปี พ.ศ. 2463 รัทเทอร์ฟอร์ดได้คาดเดาเกี่ยวกับการมีอยู่ของอนุภาคมูลฐานที่เป็นกลางซึ่งเกิดขึ้นจากการหลอมรวมของอิเล็กตรอนและโปรตอน ในวัยสามสิบ เจ. แชดวิคได้รับเชิญไปที่ห้องปฏิบัติการคาเวนดิชเพื่อทำการทดลองเพื่อตรวจจับอนุภาคนี้ การทดลองใช้เวลาหลายปี ด้วยความช่วยเหลือของการปล่อยไฟฟ้าผ่านไฮโดรเจน ทำให้ได้โปรตอนอิสระ ซึ่งนิวเคลียสของธาตุต่างๆ ถูกระดมยิง การคำนวณคือเป็นไปได้ที่จะทำให้อนุภาคที่ต้องการหลุดออกจากนิวเคลียสและทำลายมันได้ และบันทึกการกระทำที่น่าพิศวงทางอ้อมโดยรอยทางของโปรตอนและอิเล็กตรอนที่สลายตัว

ในปี พ.ศ. 2473 โบธีและเบกเกอร์ระหว่างการฉายรังสี ก- อนุภาคของเบริลเลียมพบการแผ่รังสีที่มีอำนาจทะลุทะลวงสูง รังสีที่ไม่รู้จักผ่านตะกั่ว คอนกรีต ทราย ฯลฯ ในขั้นต้นสันนิษฐานว่าเป็นรังสีเอ็กซ์เรย์อย่างหนัก แต่ข้อสันนิษฐานนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับการตรวจสอบข้อเท็จจริง เมื่อสังเกตการชนกับนิวเคลียสที่หาได้ยาก ครั้งหลังได้รับผลตอบแทนจำนวนมาก เนื่องจากคำอธิบายนี้จำเป็นต้องสันนิษฐานว่าโฟตอนรังสีเอกซ์มีพลังงานสูงผิดปกติ

แชดวิคตัดสินใจว่าในการทดลองของโบธีและเบกเกอร์ อนุภาคที่เป็นกลางที่เขาพยายามตรวจจับนั้นถูกปล่อยออกมาจากเบริลเลียม เขาทดลองซ้ำโดยหวังว่าจะพบการรั่วไหลของอนุภาคที่เป็นกลาง แต่ก็ไม่เป็นผล ไม่พบแทร็ก เขาละทิ้งการทดลองของเขา

แรงผลักดันสำคัญที่ทำให้การทดลองของเขาเริ่มต้นใหม่คือบทความที่ตีพิมพ์โดย Irene และ Frédéric Joliot-Curie เกี่ยวกับความสามารถของรังสีเบริลเลียมในการทำให้โปรตอนหลุดออกจากพาราฟิน (มกราคม 1932) โดยคำนึงถึงผลลัพธ์ของ Joliot-Curie เขาได้แก้ไขการทดลองของ Bothe และ Becker แผนผังของการติดตั้งใหม่แสดงในรูปที่ 30 รังสีเบริลเลียมได้มาจากการกระเจิง ก- อนุภาคบนแผ่นเบริลเลียม บล็อกพาราฟินถูกวางในเส้นทางรังสี พบว่ารังสีทำให้โปรตอนหลุดออกจากพาราฟิน

ตอนนี้เรารู้แล้วว่ารังสีจากเบริลเลียมเป็นกระแสของนิวตรอน มวลของพวกมันเกือบจะเท่ากับมวลของโปรตอน ดังนั้น นิวตรอนจึงถ่ายเทพลังงานส่วนใหญ่ให้กับโปรตอนที่กำลังบินไปข้างหน้า โปรตอนที่ กระเด็นออกจากพาราฟินและบินไปข้างหน้ามีพลังงานประมาณ 5.3 เมฟ. แชดวิคปฏิเสธทันทีถึงความเป็นไปได้ในการอธิบายการกระแทกของโปรตอนด้วยปรากฏการณ์คอมป์ตัน เนื่องจากในกรณีนี้จำเป็นต้องสันนิษฐานว่าโฟตอนที่โปรตอนโปรตอนมีพลังงานประมาณ 50 เมฟ(ในเวลานั้นยังไม่ทราบแหล่งที่มาของโฟตอนพลังงานสูงดังกล่าว) ดังนั้นเขาจึงสรุปได้ว่าปฏิสัมพันธ์ที่สังเกตได้เกิดขึ้นตามโครงร่าง
ปฏิกิริยา Joliot-Curie (2)

ในการทดลองนี้ ไม่เพียงแต่พบนิวตรอนอิสระเป็นครั้งแรกเท่านั้น แต่ยังเป็นการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์ครั้งแรกอีกด้วย นั่นคือการผลิตคาร์บอนโดยการหลอมรวมกันของฮีเลียมและเบริลเลียม

ภารกิจที่ 1ในการทดลองของ Chadwick โปรตอนที่ถูกกระแทกออกจากพาราฟินมีพลังงาน 5.3 เมฟ. แสดงว่าเพื่อให้ได้มาซึ่งพลังงานดังกล่าวโดยโปรตอนในระหว่างการกระเจิงของโฟตอน โฟตอนจำเป็นต้องมีพลังงาน 50 เมฟ.

หลังจากที่ค้นพบว่าสสารประกอบด้วยโมเลกุล และสารเหล่านั้นก็ประกอบด้วยอะตอม คำถามใหม่ก็เกิดขึ้นต่อหน้านักฟิสิกส์ จำเป็นต้องสร้างโครงสร้างของอะตอม - ประกอบด้วยอะไรบ้าง นักเรียนของเขายังได้แก้ปัญหาของงานที่ยากนี้ การค้นพบโปรตอนและนิวตรอนโดยพวกเขาเกิดขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ผ่านมา

อี. รัทเทอร์ฟอร์ดมีสมมติฐานอยู่แล้วว่าอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่โคจรรอบอะตอมด้วยความเร็วสูง แต่นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยอะไรนั้นไม่ชัดเจนทั้งหมด E. Rutherford เสนอสมมติฐานว่านิวเคลียสอะตอมของธาตุเคมีใด ๆ ควรมีนิวเคลียส

ต่อมาได้รับการพิสูจน์โดยการทดลองหลายครั้งซึ่งเป็นผลมาจากการค้นพบโปรตอน สาระสำคัญของการทดลองเชิงทดลองของอี. รัทเทอร์ฟอร์ดคืออะตอมของไนโตรเจนถูกระดมยิงด้วยรังสีแอลฟา ซึ่งอนุภาคบางส่วนถูกทำให้หลุดออกจากนิวเคลียสอะตอมของไนโตรเจน

กระบวนการนี้ถูกบันทึกไว้ในฟิล์มไวแสง อย่างไรก็ตาม การเรืองแสงนั้นอ่อนแอมากและความไวของฟิล์มก็ต่ำเช่นกัน อี. รัทเทอร์ฟอร์ดจึงแนะนำให้นักเรียนของเขาก่อนที่จะเริ่มการทดลองให้อยู่ในห้องมืดเป็นเวลาหลายชั่วโมงติดต่อกันเพื่อให้ดวงตาของพวกเขามองเห็นได้แทบไม่เห็น สัญญาณไฟที่เห็นได้ชัดเจน

ในการทดลองนี้ พิจารณาจากเส้นแสงที่มีลักษณะเฉพาะว่าอนุภาคที่ถูกกระแทกออกเป็นนิวเคลียสของอะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจน สมมติฐานของ E. Rutherford ซึ่งนำเขาไปสู่การค้นพบโปรตอน ได้รับการยืนยันอย่างยอดเยี่ยม

อี. รัทเทอร์ฟอร์ดแนะนำให้เรียกอนุภาคนี้ว่าโปรตอน (แปลจากภาษากรีกว่า “โปรโตส” แปลว่าตัวแรก) ในเวลาเดียวกันควรเข้าใจว่านิวเคลียสอะตอมของไฮโดรเจนมีโครงสร้างที่มีโปรตอนเพียงตัวเดียว นี่คือการค้นพบโปรตอน

มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก ในกรณีนี้ ในเชิงปริมาณจะเท่ากับประจุอิเล็กตรอน มีเพียงเครื่องหมายเท่านั้นที่อยู่ตรงข้ามกัน นั่นคือปรากฎว่าโปรตอนและอิเล็กตรอนดูเหมือนจะสมดุลซึ่งกันและกัน ดังนั้น วัตถุทั้งหมดเนื่องจากประกอบด้วยอะตอม จึงไม่ถูกประจุไฟฟ้าในขั้นต้น แต่จะได้รับประจุไฟฟ้าเมื่อสนามไฟฟ้าเริ่มกระทำกับวัตถุเหล่านั้น ในโครงสร้างของนิวเคลียสอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีต่างๆ สามารถมีโปรตอนได้มากกว่าในนิวเคลียสอะตอมของไฮโดรเจน

หลังจากการค้นพบโปรตอนนักวิทยาศาสตร์เริ่มเข้าใจว่านิวเคลียสของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีไม่เพียงประกอบด้วยโปรตอนเท่านั้นเนื่องจากเมื่อทำการทดลองทางกายภาพกับนิวเคลียสของอะตอมเบริลเลียมพบว่ามีสี่หน่วยใน นิวเคลียส ในขณะที่โดยทั่วไปมวลของนิวเคลียสคือเก้าหน่วย มีเหตุผลที่จะสันนิษฐานว่ามวลอีกห้าหน่วยเป็นของอนุภาคที่ไม่รู้จักซึ่งไม่มีประจุไฟฟ้า เนื่องจากไม่เช่นนั้นความสมดุลของอิเล็กตรอนและโปรตอนจะถูกละเมิด

เขาเป็นนักเรียนของอี. รัทเทอร์ฟอร์ด เขาทำการทดลองและสามารถตรวจจับอนุภาคมูลฐานที่บินออกจากนิวเคลียสอะตอมของเบริลเลียมเมื่อถูกกระหน่ำด้วยรังสีอัลฟา ปรากฎว่าไม่มีประจุไฟฟ้า มันถูกค้นพบว่าไม่มีประจุเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าอนุภาคเหล่านี้ไม่ทำปฏิกิริยา จากนั้น ก็เห็นได้ชัดว่ามีการค้นพบองค์ประกอบที่ขาดหายไปในโครงสร้างของนิวเคลียสของอะตอม

อนุภาคนี้ค้นพบโดย D. Chadwick เรียกว่านิวตรอน ปรากฎว่ามีมวลเท่ากับโปรตอน แต่อย่างที่บอกไปแล้วว่ามันไม่มีประจุไฟฟ้า

นอกจากนี้ยังได้รับการยืนยันจากการทดลองว่าจำนวนโปรตอนและนิวตรอนเท่ากับจำนวนลำดับขององค์ประกอบทางเคมีในระบบธาตุ

ในจักรวาล เราสามารถสังเกตวัตถุต่างๆ เช่น ดาวนิวตรอน ซึ่งมักจะเป็นขั้นตอนสุดท้ายในวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ ดาวนิวตรอนเหล่านี้มีความหนาแน่นมาก