James Chadwick, en entier Sir James Chadwick, (né le 20 octobre 1891 à Manchester, Angleterre – décédé le 24 juillet 1974, Cambridge, Cambridgeshire), physicien anglais qui a reçu le prix Nobel de physique en 1935 pour la découverte du neutron.
Chadwick a fait ses études à lUniversité de Manchester, où il a travaillé sous Ernest Rutherford et a obtenu une maîtrise en 1913. Il a ensuite étudié sous Hans Geiger à la Technische Hochschule, Berlin. Lorsque la Première Guerre mondiale a éclaté, il a été emprisonné dans un camp pour civils à Ruhleben. Il y passa toute la guerre, mais put néanmoins accomplir des travaux scientifiques.
Après la fin de la guerre, Chadwick retourna en Angleterre pour étudier sous Rutherford à lUniversité de Cambridge. Il a obtenu un doctorat en 1921 et, en 1923, il a été nommé directeur adjoint de la recherche au laboratoire Cavendish de Cambridge. Là, lui et Rutherford ont étudié la transmutation des éléments en les bombardant de particules alpha et ont étudié la nature du noyau atomique, identifiant le proton, le noyau de latome dhydrogène, comme constituant des noyaux dautres atomes.
Après la découverte du proton, les physiciens avaient supposé quil y avait probablement des particules supplémentaires dans le noyau atomique. Les éléments plus lourds que lhydrogène avaient une masse atomique supérieure à leur numéro atomique (le nombre de protons). Les théories pour les particules supplémentaires incluaient des protons supplémentaires dont la charge était protégée par des électrons dans le noyau ou une particule neutre inconnue. En 1932, les physiciens français Frédéric et Irène Joliot-Curie ont bombardé du béryllium avec des particules alpha et ont observé quun rayonnement inconnu était libéré, qui à son tour éjectait des protons des noyaux de diverses substances. Les Joliot-Curie ont émis lhypothèse que ce rayonnement était des rayons gamma. Chadwick était convaincu que les particules alpha navaient pas assez dénergie pour produire des rayons gamma aussi puissants. Il a effectué lui-même les expériences de bombardement au béryllium et interprété ce rayonnement comme étant composé de particules de masse approximativement égale à celle du proton mais sans charge électrique – les neutrons. Cette découverte a fourni un nouvel outil pour induire la désintégration atomique, car les neutrons, étant déchargés électriquement, pouvaient pénétrer sans déflexion dans le noyau atomique et conduit à un nouveau modèle du noyau atomique composé de protons et de neutrons.
En 1935, Chadwick a été nommé à une chaire de physique à lUniversité de Liverpool. En 1940, il faisait partie du comité MAUD, qui devait évaluer la faisabilité de la bombe atomique. Le comité a conclu en 1941 que le mémorandum de 1940 dOtto Frisch et de Rudolf Peierls était correct et quune masse critique de seulement 10 kilogrammes (22 livres) duranium 235 était nécessaire. Chadwick a déclaré plus tard quil sétait rendu compte « quune bombe nucléaire était non seulement possible, mais inévitable. Jai alors dû prendre des somnifères. Cétait le seul remède. » Les résultats de la commission MAUD furent influents en donnant une impulsion au programme américain de bombe atomique. Il devint chef de la délégation britannique au projet Manhattan à Los Alamos, Nouveau-Mexique, États-Unis, en 1943 et noua des relations étroites avec son chef, le général. Leslie Groves.
Chadwick a été fait chevalier en 1945. Il est revenu en Grande-Bretagne en 1946 et est devenu le conseiller scientifique britannique à la Commission de lénergie atomique des Nations Unies. Il est devenu maître du Gonville and Caius College, Cambridge, en 1946, et il a reçu la médaille Copley de la Royal Society en 1950. Il a pris sa retraite en 1958.