Pada tahun 1930, fisikawan Jerman, Walther Bothe dan Herbert Becker, menemukan bahwa ketika beryllium ditembak dengan partikel alfa, ia memancarkan radiasi yang sangat menembus. Awalnya, radiasi ini dianggap sebagai sinar gamma energi tinggi, tetapi tidak memiliki sifat yang sama dengan sinar gamma yang dikenal. James Chadwick, yang saat itu berada di Laboratorium Cavendish, Cambridge, mencurigai bahwa radiasi misterius yang dihasilkan oleh beryllium mungkin bukan sinar gamma, tetapi partikel netral yang belum teridentifikasi. Pada tahun 1932, Chadwick melakukan serangkaian eksperimen untuk menguji hipotesis ini.
Chadwick menembakkan partikel alfa ke beryllium dan kemudian mengarahkan radiasi yang dihasilkan ke berbagai elemen seperti hidrogen dan nitrogen. Dia mengukur energi partikel yang dipancarkan dari elemen-elemen tersebut dan menemukan bahwa radiasi beryllium menyebabkan pemancaran proton dengan energi yang tidak sesuai dengan efek sinar gamma. Dari pengamatan ini, Chadwick menyimpulkan bahwa radiasi yang dihasilkan oleh beryllium adalah partikel netral dengan massa yang hampir sama dengan proton. Partikel ini kemudian dinamakan "neutron". Atas penemuannya, James Chadwick dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 1935. Penemuan neutron oleh Chadwick dianggap sebagai salah satu tonggak utama dalam fisika, membuka era baru dalam penelitian nuklir dan fisika partikel.
6. Fisi Nuklir oleh Otto Hahn dan Fritz Strassmann
Penemuan fisi nuklir oleh Otto Hahn dan Fritz Strassmann pada tahun 1938 merupakan salah satu penemuan terpenting dalam sejarah fisika dan kimia. Fisi nuklir adalah proses di mana inti atom berat, seperti uranium atau plutonium, terbelah menjadi inti yang lebih kecil, melepaskan sejumlah besar energi.
Pada akhir 1930-an, Hahn dan Strassmann melakukan serangkaian eksperimen untuk mempelajari produk dari iradiasi uranium dengan neutron. Mereka mengikuti jejak Lise Meitner dan Otto Robert Frisch yang juga tertarik pada fenomena ini. Pada saat itu, banyak ilmuwan percaya bahwa iradiasi neutron pada uranium akan menghasilkan elemen transuranium yang lebih berat.
Namun, hasil eksperimen Hahn dan Strassmann menunjukkan sesuatu yang sangat berbeda. Pada Desember 1938, mereka menemukan bahwa produk iradiasi uranium termasuk barium, elemen yang jauh lebih ringan dari uranium. Penemuan ini sangat mengejutkan karena tidak sesuai dengan teori yang ada tentang reaksi nuklir.
Hahn dan Strassmann mempublikasikan temuan mereka tanpa memberikan penjelasan lengkap, karena mereka sendiri tidak sepenuhnya memahami mekanisme yang terjadi. Mereka mengirim hasil eksperimen mereka kepada Lise Meitner, yang telah melarikan diri dari Nazi Jerman dan tinggal di Swedia.
Lise Meitner dan Otto Robert Frisch, dalam kolaborasi mereka, memberikan penjelasan teoritis untuk hasil eksperimen Hahn dan Strassmann. Mereka menyadari bahwa inti uranium dapat mengalami pembelahan (fisi) menjadi dua inti yang lebih kecil ketika ditembak dengan neutron, melepaskan energi besar dalam proses tersebut. Meitner dan Frisch menghitung energi yang dilepaskan dalam proses fisi dan menyadari bahwa energi ini sesuai dengan pengurangan massa yang terjadi selama reaksi, sesuai dengan persamaan terkenal Einstein, E= mc^2. Mereka mempublikasikan penjelasan teoritis ini pada awal tahun 1939, memperkenalkan istilah "fisi" untuk menggambarkan proses tersebut.
Dampak dan Implikasi Penemuan Fisi Nuklir
