James Chadwick, teljes egészében Sir James Chadwick, (született: 1891. október 20., Manchester, Anglia – 1974. július 24., Cambridge, Cambridgeshire), angol fizikus, aki 1935-ben megkapta a fizikai Nobel-díjat a neutron felfedezéséért.
Chadwick a Manchesteri Egyetemen tanult, ahol Ernest Rutherford vezetésével dolgozott és mesterképzést szerzett. Ezután Hans Geigernél tanult a berlini Technische Hochschule-ban. Amikor kitört az első világháború, a Ruhleben-i civilek táborába zárták. Az egész háborút ott töltötte, de ennek ellenére tudott tudományos munkát végezni.
A háború befejezése után Chadwick visszatért Angliába, hogy a Cambridge-i Egyetemen Rutherfordnál tanuljon. 1921-ben doktori fokozatot kapott, majd 1923-ban kinevezték a cambridge-i Cavendish Laboratory kutatási igazgatóhelyettesévé. Rutherford és Rutherford ott tanulmányozták az elemek transzmutációját azáltal, hogy alfa részecskékkel bombázták őket, és megvizsgálták az atommag természetét, azonosítva a protont, a hidrogénatom magját, mint más atomok alkotóelemét.
A proton felfedezése után a fizikusok feltételezték, hogy valószínűleg további részecskék vannak az atommagban. A hidrogénnél nehezebb elemek atomtömege nagyobb volt, mint atomszámuk (protonok száma). A további részecskék elméletei további protonokat tartalmaztak, amelyek töltését a sejt elektronjai vagy egy ismeretlen semleges részecske árnyékolta. 1932-ben francia fizikusok, Frédéric és Irène Joliot-Curie alfa részecskékkel bombázták a berilliumot, és megfigyelték, hogy ismeretlen sugárzás szabadul fel, amely viszont protonokat dob ki a különféle anyagok magjából. A Joliot-Curies feltételezte, hogy ez a sugárzás gammasugárzás. Chadwick meg volt győződve arról, hogy az alfa-részecskéknek nincs elegendő energiájuk ilyen erős gammasugarak előállításához. A berillium bombázási kísérleteit ő maga végezte el, és úgy értelmezte, hogy a sugárzás körülbelül a proton tömegével megegyező, de elektromos töltés nélküli neutronokból álló részecskékből áll. Ez a felfedezés új eszközt nyújtott az atomi szétesés előidézésére, mivel a neutronok, elektromos töltés nélkül, visszavezetetlenül behatolhatnak az atommagba, és az atommag protonokból és neutronokból álló új modelljéhez vezethetnek.
1935-ben Chadwicket kinevezték a Liverpooli Egyetem fizikai tanszékébe. 1940-ben a MAUD bizottság tagja volt, amelynek fel kellett mérnie az atombomba megvalósíthatóságát. A bizottság 1941-ben arra a következtetésre jutott, hogy Otto Frisch és Rudolf Peierls 1940-es memoranduma helyes volt, és csak körülbelül 10 kilogramm (22 font) urán-235 kritikus tömegre volt szükség. Chadwick később azt mondta, hogy rájött, “hogy az atombomba nemcsak lehetséges, hanem elkerülhetetlen is. Akkor altatót kellett szednem. Ez volt az egyetlen gyógyszer.” A MAUD bizottság eredményei nagy hatással voltak az amerikai atombomba-program lendületének megadására: 1943-ban a New York-i mexikói Los Alamos-i Manhattan-projekt brit küldöttségének vezetője lett, és szoros kapcsolatot alakított ki annak vezetőjével, tábornokkal. Leslie Groves.
Chadwicket 1945-ben lovaggá ütötték. 1946-ban visszatért Nagy-Britanniába, és az Egyesült Nemzetek Atomenergia Bizottságának brit tudományos tanácsadója lett. 1946-ban a cambridge-i Gonville és Caius College mestere lett, és 1950-ben megkapta a Királyi Társaság Copley-érmét. 1958-ban nyugdíjba vonult.