アーサー・コンプトン
12月、プルトニウム計画の担当となった。1943年1月までに制御連鎖反応を達成し、1945年1月までに爆弾を所持することを望んだ。この問題に取り組むために、コロンビア大学、プリンストン大学、カリフォルニア大学バークレー校でプルトニウムと原子炉設計に取り組んでいる様々な研究グループをシカゴの冶金研究所に集めた。この目的はウランをプルトニウムに変換する原子炉を製造し、プルトニウムをウランから化学的に分離する方法を見つけ、原子爆弾を設計および造ることであった。
1942年6月、アメリカ陸軍工兵司令部が核兵器計画の管理を引き受け、コンプトンの冶金研究所はマンハッタン計画の一部になった。同月、コンプトンはロバート・オッペンハイマーへ爆弾設計の責務を与えた。成功した原子炉はまだ建設されていなかったが、冶金研究所の科学者が考案したさまざまな種類の原子炉設計のどれを追求すべきか決定するのはコンプトンの責任であった。
労働争議により冶金研究所のRed Gate Woodsに位置する新たな拠点の建設が遅れたとき、Stagg Fieldのスタンドの下に最初の原子炉であるシカゴ・パイル1号を建設することを決定した。
λ ′ {\displaystyle \lambda '} は散乱後の波長
h {\displaystyle h} はプランク定数
m e {\displaystyle m_{e}} は電子の静止質量
c {\displaystyle c} は光速
θ {\displaystyle \theta } は散乱角
量⁄mecは電子のコンプトン波長として知られており、その値は2.43×10 mである。波長シフトλ′ − λは0(θ = 0°の場合)の電子のコンプトン波長の2倍(θ = 180°の場合)の間にある。コンプトンはX線の中に大きな角度で散乱しているにもかかわらず波長シフトを経験しないものがあることを発見した。これらの場合、光子は電子を放出しなかった。よってシフトの大きさは電子のコンプトン波長ではなく原子全体のコンプトン波長に関係しており、1万倍以上小さい場合がある。
コンプトンは後にこう回想している「1923年にアメリカ物理学会の会議で結果を発表したとき、これまで知るうちで最も激しく争われた科学論争が始まった」。光の波動性は十分実証されており、二重の性質を持つことができるという考えは簡単には受け入れられなかった。特に結晶格子の回折は波動性に言及してのみ説明できるといわれていた。1927年にコンプトンはノーベル物理学賞を受賞した。コンプトンとAlfred W. Simonは個々の散乱X線光子と反跳電子を同じ瞬間に観測する方法を開発した。ドイツでは、ヴァルター・ボーテとハンス・ガイガーが独立に同様の方法を開発していた。
アーサー・ホーリー・コンプトン(Arthur Holly Compton, 1892年9月10日 - 1962年3月15日)は、アメリカの物理学者。1923年に電磁放射線の粒子性を実証するコンプトン効果を発見し、これにより1927年にノーベル物理学賞を受賞した。これは当時としてはセンセーショナルな発見であった。光の波動性は十分実証されていたが、光に波動と粒子の両方の性質があるという考えは簡単には受け入れられなかった。シカゴ大学にあったマンハッタン計画の冶金研究所の指導者でも知られ、1945年から1953年までセントルイス・ワシントン大学の学長を務めた。
1919年、2つの全米研究評議会フェローシップの1つを与えられ、留学をした。イギリスのケンブリッジ大学のキャベンディッシュ研究所に行くことを選び、そこでガンマ線の散乱と吸収を研究した。これらの線のさらなる研究によりコンプトン効果が発見された。