约翰·科克罗夫特（1951年诺贝尔物理学奖得主）
| 约翰·科克罗夫特 | |
|---|---|
| 出生 | 1897年5月27日 英国西约克郡托德莫登 |
| 逝世 | 1967年9月18日（70岁） 英国剑桥 |
| 国籍 | 英国 |
| 母校 | 曼彻斯特大学 剑桥大学圣约翰学院 |
| 知名于 | 首次人工嬗变原子核、科克罗夫特-沃尔顿加速器 |
| 奖项 | 诺贝尔物理学奖（1951年） 皇家奖章（1954年） 科普利奖章（1961年） |
| 研究领域 | 核物理学 |
| 机构 | 剑桥大学卡文迪什实验室 加拿大国家研究委员会 英国原子能管理局 |
约翰·道格拉斯·科克罗夫特爵士（Sir John Douglas Cockcroft，1897年5月27日—1967年9月18日），英国物理学家。因在利用人工加速粒子实现原子核嬗变方面的开创性工作，与欧内斯特·沃尔顿共同荣获1951年诺贝尔物理学奖。
生平
科克罗夫特出生于西约克郡托德莫登的一个棉纺织工业世家。父亲约翰·阿瑟·科克罗夫特是一家棉纺厂的合伙人兼经理，母亲安妮·米尔斯是家庭主妇。少时就读于托德莫登文法学校，1914年进入曼彻斯特大学学习数学。第一次世界大战爆发后，他志愿加入英国陆军，在皇家野战炮兵部队服役，曾在法国战场作战。1918年停战后，他恢复学业，转入曼彻斯特大学学习电气工程，1919年获得学士学位。
此后科克罗夫特进入大都会维克斯电气公司从事实习工程师工作。但很快他意识到自己更渴望从事基础科学研究，于是于1922年考入剑桥大学圣约翰学院，攻读数学和物理。在卡文迪什实验室，他受到卢瑟福的指导，1924年毕业并留室从事研究。1925年当选圣约翰学院研究员。
1939年，科克罗夫特接替马克·奥利芬特成为剑桥大学杰克逊自然哲学教授。二战期间，他转赴应用研究领域，先后担任防空研究委员会成员、加拿大国家研究委员会原子能实验室主任，参与英-加原子弹计划（蒙特利尔实验室）。1944年他在华盛顿协助建立英美核合作框架。
1946年至1948年，他担任英国原子能研究机构（AERE，哈韦尔）首任主任，领导建立了英国第一个大型核研究基地。1949年起担任剑桥大学丘吉尔学院首任院长。1959年至1962年任剑桥大学副校长。1967年因心脏病在剑桥去世。
学术生涯
科克罗夫特在卡文迪什实验室的研究重点是人工粒子加速技术。1920年代末，卢瑟福提出了一个宏伟目标：用人工加速的质子轰击原子核，实现核嬗变。当时仅有的粒子来自天然放射性，能量有限且不可控。
科克罗夫特与爱尔兰物理学家沃尔顿合作，设计并建造了世界上第一台高压倍压加速器——后称科克罗夫特-沃尔顿加速器。该装置利用一组电容和二极管的级联整流电路，将数十万伏的高压加在含质子的放电管上，将质子加速到足以穿透原子核的能级。
1932年4月14日，历史性的一刻来临。科克罗夫特和沃尔顿用约40万电子伏特的质子轰击锂靶，在闪烁探测器上观察到了明亮的α粒子信号。经过严谨分析，他们确认这是质子和锂-7核反应后释放的高能α粒子。反应式为：
p + ⁷Li → α + α + 约17 MeV能量
这是人类历史上首次人工诱发原子核嬗变——人们终于在不依赖天然放射性的条件下，"劈开了原子核"。卢瑟福闻讯后感叹："科克罗夫特和沃尔顿做到了！"这次实验被《自然》杂志称为"现代炼金术"。
科克罗夫特随后扩展实验范围，用加速质子轰击其他轻元素（硼、氟、碳等），系统研究了核反应机制。他们测量的库仑势垒贯穿概率为量子力学隧道效应提供了最直接的实验证明。
获奖成就
1951年，科克罗夫特与沃尔顿共同获得诺贝尔物理学奖，"表彰他们在利用人工加速粒子进行原子核嬗变方面的先驱工作"。他于1936年当选英国皇家学会院士。1948年被封为爵士。1953年获封功绩勋章（OM）。他还获得法国荣誉军团勋章、瑞典皇家科学院外籍院士等多个国际殊荣。
月球埃姆斯背面的科克罗夫特环形山以他的名字命名。剑桥大学的科克罗夫特楼和科克罗夫特实验室延续着他的学术遗产。
历史贡献
科克罗夫特-沃尔顿加速器的成功开创了粒子加速器时代，将核物理从被动观测天然放射性和宇宙射线的阶段推进到主动操控核反应的新纪元。这一技术路线直接催生了后来越来越高能量的加速器——从范德格拉夫加速器、回旋加速器到同步加速器和大型强子对撞机。
他所领导的哈韦尔原子能研究机构使英国成为战后核能开发的先驱国家。科克罗夫特还积极推动核能和平利用，是国际原子能机构的首批倡导者之一。
轶事典故
科克罗夫特在卡文迪什实验室以"沉默寡言"著称。据知情人回忆，有学生去请教问题，科克罗夫特盯着天花板想了五分钟，然后只说了一个词再继续工作。那位学生说"他给了我最短的答案，但却是最正确的答案"。
科克罗夫特和沃尔顿的友谊跨越数十年。两人性格迥异——科克罗夫特沉稳务实，沃尔顿热情奔放——但合作亲密无间。诺贝尔奖颁奖典礼上，科克罗夫特在演讲中将自己的功劳归于卢瑟福的远见和沃尔顿的巧手，而沃尔顿则一直敬称科克罗夫特为自己的"年长智者和可靠战友"。
参考文献
- Cockcroft, J. D.; Walton, E. T. S. (1932). "Disintegration of Light Elements by Fast Protons". Nature. 129: 242.
- Nobel Foundation. (1951). "John D. Cockcroft – Biography". NobelPrize.org.
- Hartcup, G.; Allibone, T. E. (1984). "Cockcroft and the Atom". Bristol: Adam Hilger.
- Oliphant, M. L. (1968). "John Douglas Cockcroft". Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. 14: 139–188.