James Chadwick, fuldt ud Sir James Chadwick, (født 20. oktober 1891, Manchester, England – død 24. juli 1974, Cambridge, Cambridgeshire), engelsk fysiker, der modtog Nobelprisen for fysik i 1935 for opdagelsen af neutronen.
Chadwick blev uddannet ved University of Manchester, hvor han arbejdede under Ernest Rutherford og fik en kandidatgrad i 1913. Han studerede derefter under Hans Geiger ved Technische Hochschule, Berlin. Da første verdenskrig brød ud, blev han fængslet i en lejr for civile i Ruhleben. Han tilbragte hele krigen der, men var ikke desto mindre i stand til at udføre noget videnskabeligt arbejde.
Efter krigen sluttede, vendte Chadwick tilbage til England for at studere under Rutherford ved University of Cambridge. Han modtog en doktorgrad i 1921, og i 1923 blev han udnævnt til assisterende forskningsdirektør ved Cavendish Laboratory, Cambridge. Der studerede han og Rutherford transmutationen af grundstoffer ved at bombardere dem med alfapartikler og undersøgte arten af atomkernen og identificerede protonen, kernen i hydrogenatomet, som en bestanddel af kernerne i andre atomer.
fter opdagelsen af protonen havde fysikere antaget, at der sandsynligvis var yderligere partikler i atomkernen. Elementer, der var tungere end brint, havde en større atommasse end deres atomnummer (antallet af protoner). Teorier for de ekstra partikler inkluderede yderligere protoner, hvis ladning blev afskærmet af elektroner i kernen eller en ukendt neutral partikel. I 1932 bombarderede franske fysikere Frédéric og Irène Joliot-Curie beryllium med alfapartikler og observerede, at der blev frigivet en ukendt stråling, der igen skød protoner ud fra kernerne af forskellige stoffer. Joliot-Curies antog, at denne stråling var gammastråler. Chadwick var overbevist om, at alfapartikler ikke havde nok energi til at producere sådanne kraftige gammastråler. Han udførte beryllium-bombardementsexperimenterne selv og fortolkede, at stråling bestod af massepartikler, der omtrent svarede til protonens, men uden elektrisk ladning – neutroner. Denne opdagelse gav et nyt værktøj til at inducere atomær opløsning, da neutroner, da de var elektrisk uladede, kunne trænge ubøjeligt ind i atomkernen og førte til, at en ny model af atomkernen blev sammensat af protoner og neutroner.
I 1935 blev Chadwick udnævnt til en formand for fysik ved University of Liverpool. I 1940 var han en del af MAUD-udvalget, som skulle vurdere gennemførligheden af atombomben. Komiteen konkluderede i 1941, at memorandummet fra Otto Frisch og Rudolf Peierls fra 1940 var korrekt, og at der var behov for en kritisk masse på kun ca. 10 kg uran-235. Chadwick sagde senere, at han indså “at en atombombe ikke kun var mulig, det var uundgåelig. Jeg måtte derefter tage sovepiller. Det var det eneste middel.” MAUD-komitéens resultater havde indflydelse på at give et drivkraft til det amerikanske atombompprogram. Han blev leder af den britiske delegation til Manhattan-projektet i Los Alamos, New Mexico, USA, i 1943 og dannede en tæt rapport med sin leder, general. Leslie Groves.
Chadwick blev riddere i 1945. Han vendte tilbage til Storbritannien i 1946 og blev den britiske videnskabelige rådgiver for De Forenede Nationers Atomenergikommission. Han blev mester i Gonville og Caius College, Cambridge, i 1946, og han modtog Copley-medaljen fra Royal Society i 1950. Han trak sig tilbage i 1958.