Leo James Rainwater (Council, 9 december 1917 – Yonkers, New York, 31 mei 1986) was een natuurkundige uit de Verenigde Staten die in 1975 samen met Aage Bohr en Ben Mottelson de Nobelprijs voor Natuurkunde won voor de ontdekking van het verband tussen collectieve beweging en deeltjesbeweging in atoomkernen en de ontwikkeling van de theorie van de structuur van de atoomkern gebaseerd op dit verband.
James Rainwater werd in Idaho geboren en was de zoon van Leo Jasper Rainwater en Edna Eliza Teague. Hij verhuisde later, nadat zijn vader aan de Spaanse griep was overleden met zijn moeder en grootmoeder naar Hanford (Californië). Hij werd door zijn moeder en stiefvader George Fowler grootgebracht. Hij haalde in 1939 zijn bachelor aan het California Institute of Technology, met natuurkunde als hoofdvak en promoveerde in 1946 aan de Columbia-universiteit. Hij werkte in de Tweede Wereldoorlog aan het Manhattanproject, maar trad in 1946 weer in dienst van de Columbia-universiteit, eerst als lector en daarna als docent. Hij was er vanaf 1952 hoogleraar natuurkunde en werd in 1982 benoemd tot Pupin Professor of Physics, een positie die hij vier jaar lang hield.
Rainwater ontwikkelde samen met W Havens in de jaren veertig een methode om de energie van neutronen te berekenen uit de tijd waarin deze een bepaalde weg aflegden, die later ook op andere soorten deeltjes is toegepast. Rainwater construeerde in het begin van de jaren vijftig het Nevis-cyclotron in Irvington, in New York, een van de eerste apparaten om mesonen te produceren voor wetenschappelijk onderzoek. Het is met de muontomografie net zoals met röntgenstraling mogelijk door objecten heen te kijken. De muonstraling die Rainwater gebruikte werd door muonen veroorzaakt in een 'gekrompen' elektronenbanen om atoomkernen.
Rainwater postuleerde in 1949 zijn hypothese van de 'gedeformeerde kern'. Hij kwam in tegenstelling tot wat tot dan toe werd aangenomen met het idee dat een atoomkern niet altijd een zuivere bol moet zijn, maar afhankelijk van het aantal kerndeeltjes ook afgeplat of sigaarvormig kan zijn. Het was de synthese van het atoommodel van Bohr en het toenmalige model voor de atoomkern. Een kern die niet precies een bol is zou een quadrupoolmoment vlak bij de kern bezitten en dat kon experimenteel worden aangetetoond. Zijn ideeën werden getest en door experimenten van Aage Bohr en Ben Mottelson in Kopenhagen bevestigd. Zij drieën kregen 25 jaar later, in 1975 voor hun ideeën de Nobelprijs voor Natuurkunde.
Hij had eerder in 1963 de Ernest Orlando Lawrence Award van de Atomic Energy Commission ontvangen voor zijn bijdragen op het gebied van onderzoek naar kernenergie, werd in 1968 lid van de National Academy of Sciences en was vanaf 1982 lid van de Zweedse Academie van Wetenschappen. Rainwater trouwde in maart 1942 met Emma Louise Smith. Ze kregen samen ze drie zonen: James, Robert en William. Hun dochtertje Elizabeth Anne overleed in haar kinderjaren aan leukemie.
Categorie:Amerikaans natuurkundige Categorie:Persoon in het Manhattanproject Categorie:Winnaar van de Nobelprijs voor Natuurkunde Categorie:20e-eeuws natuurkundige