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Chadwick |
Pauli |
Bohr |
Fermi |
Bethe |
Reines |
Davis |
Pontecorvo |
Majorana |
Lee et Yang |
Steinberger |
Lederman |
Schwartz |
Wu |
Perl |
Bahcall |
Et Beaucoup d'autres... |
Pour que naisse le neutrino, il fallait que la radioactivite beta soit connue.
C'est Henri Becquerel qui en 1896 fit les premieres experiences sur
le phenomene
de la radioactivite.
Pierre et Marie Curie decouvrirent ensuite le
radium, deux million de fois plus radioactif que les sels d'uranium utilises par
Becquerel. Tous trois furent a l'origine des recherches fondamentales sur les
noyaux atomiques, entreprisent dans les annees qui suivirent, et qui aboutirent,
entre autres, a la decouverte du neutrino, 50 ans plus tard.
Marie Curie nait en 1867 a Varsovie, en Pologne. En 1891,
grace a sa soeur, elle vient en France etudier la chimie a la Sorbonne et
epouse Pierre Curie en 1895.
En 1897, alors que Marie fait sa these de doctorat sur les rayons uraniques
de Becquerel, un probleme la tracasse: pourquoi la pechblende,
minerai dont est extrait l'uranium, est-elle plus radioactive
que l'uranium? En juillet 1898, elle y decouvre un nouvel element
chimique qu'elle nomme le polonium.
En decembre 1898, Pierre et Marie isolent un autre element, plus de 2 millions de fois
plus radioactif que l'uranium: le radium.
Marie partage, avec Pierre Curie et Henri Becquerel, le prix Nobel de physique
en 1903 et recoit en 1911 le prix Nobel de chimie pour son
travail d'isolation du radium pur. Apres la guerre de 1914-18, elle parcourra
le monde a la recherche des ressources necessaires pour acheter le radium
dont son laboratoire a besoin. Elle quitte notre monde le 4 juillet 1934 a Paris, un an
avant que sa fille ne partage le prix Nobel avec Pierre Joliot.
En 1914, James Chadwick montre que le spectre en energie de l'electron provenant de
la desintegration beta est continu. Ce probleme du spectre beta continu aboutira 16 ans
plus tard a l'hypothese de Pauli et fera douter Niels Bohr sur le principe de conservation
de l'energie. En 1932, Chadwick decouvre le neutron, compagnon du proton dans les noyaux
atomiques. Par cette decouverte, il participe indirectement au bapteme du "neutrino" par Fermi
et recoit le prix Nobel de physique.
L'idee du neutrino est nee seulement en 1930, lorsque Wolfgang Pauli tenta une operation de sauvetage desesperee du "principe de conservation de l'energie". Il inventa pour expliquer le spectre continu de la desintegration beta une nouvelle particule legere, neutre et interagissant peu avec les autres particules de la matiere.
Wolfgang Pauli est ne lui le 25 Avril 1900 a Vienne, en Autriche. A l'age de 18 ans,
il part poursuivre ses etudes a Munich, sous la conduite
de Sommerfeld. Il ecrit alors un article de 200 pages sur la relativite restreinte
qui impressionne beaucoup Sommerfeld et Einstein. Il obtient son doctorat en 1922.
En 1924, il cree le principe d'exclusion, souvent appele aujourd'hui "Principe de Pauli"
et fait faire un grand pas a la mecanique quantique encore naissante.
De 1924 a 1928, il enseigne
a Hambourg, puis a Zurich. En 1930, il invente le neutrino, baptise
trois ans plus tard par Enrico Fermi. En 1935, il sejourne un temps
a l'universite de Princeton.
En 1945, il recoit le prix Nobel de physique pour cette idee fabuleuse qu'est
le principe d'exclusion: deux electrons, et plus generalement deux fermions, ne peuvent
avoir le meme etat quantique (position, impulsion, masse, spin).
On pourrait dire que tous les electrons de l'univers sont differents.
En 1958, Pauli meurt a Zurich, 3 ans apres Einstein, 4 ans apres Fermi.
Il fut un temps un fervent partisan de l'abandon du "principe de conservation de l'energie". Il preferait abandonner ce principe fondamental plutot que d'inventer une hypothetique nouvelle particule si difficile a detecter.
Niels Bohr nait a Copenhague le 7 Octobre 1885. Il fait
ses etudes a l'universite de Copenhague et obtient son doctorat
en 1911. Il part alors a Cambridge etudier la physique nucleaire
avec J.J. Thomson, puis a Manchester avec E. Rutherford. De 1913
a 1915, il elabore, a partir du modele atomique de Rutherford,
la premiere vision quantique de l'atome: un modele ou les orbites
des electrons autour du noyau atomique sont quantifiees:
un atome ne peut emettre ou absorber de la lumiere qu'en faisant
passer un electron d'une orbite quantique a une autre. La mecanique
quantique prend son envol. Il recoit pour cette contribution
le prix Nobel de physique en 1922.
En 1916, il retourne comme professeur
a l'universite de Copenhague et devient en 1920 directeur du tout
nouvel Institut de Physique Theorique de Copenhague. Debute alors
la fameuse "Ecole de Copenhague" qui tente de relier les grandeurs
mesurables aux grandeurs quantiques des particules.
En 1939, il informe les scientifiques americains des travaux entrepris
sur la fission nucleaire par Otto Hahn et Fritz Strassmann en Allemagne
et demontre que l'uranium 235 est l'isotope utilisable pour la bombe nucleaire.
En 1940, le Danemark est occupe, la vie de Bohr est menacee et il se
refugie en Suede, puis en Angleterre, enfin aux Etats-Unis ou il participe
au projet Manhattan, a Los Alamos. Il s'oppose au secret militaire et
demande par la suite un controle international pour s'opposer a la
proliferation des armes atomiques. En 1945, il retourne a Copenhague
et participe en 1955 a la creation de la premiere Conference "Atome
pour la Paix". Il meurt a Copenhague le 18 Novembre 1962.
En 1933, Enrico Fermi baptise la particule mysterieuse de Pauli. Elle s'appellera desormais le "neutrino". Fin 1933, il reprend l'hypothese du neutrino et elabore sa theorie de la desintegration beta et de l'interaction faible, veritable clef de voute jusque dans les annees 70 (et meme jusqu'a aujourd'hui!) de la description des interactions du neutrino.
Enrico Fermi nait a Rome le 29 Septembre 1901. Il
poursuit ses etudes a Pise et devient en 1926, professeur
de physique theorique a l'universite de Rome. Il participe a l'elaboration d'un
nouveau type de statistique (la statistique de Fermi-Dirac)
pour decrire le comportement general des electrons.
En 1934, il s'interesse a la radioactivite artificielle
obtenue en bombardant une cible avec des neutrons
(prelude a la decouverte de la reaction nucleaire en chaine).
Il recoit pour cela le prix Nobel de physique en 1938.
A cette occasion, il fuit alors le regime fasciste italien et devient professeur
a l'universite de Columbia, aux Etats-Unis. La, il dirige,
au sein du projet Manhattan,
l'equipe qui met au point la premiere pile atomique (premiere
reaction en chaine nucleaire controlee) a Chicago, puis travaille jusqu'en
1945 a Los Alamos. Apres la guerre,
il s'oppose au developpement de la bombe a fusion et
devient directeur du nouvel Institut de Physique Nucleaire de
Chicago (couramment appele aujourd'hui le Fermilab, un
equivalent du CERN aux Etats-Unis). Il meurt le 28 Novembre 1954
a Chicago, des suites d'un cancer (vraisemblablement cause
par les radiations recues au cours de ses travaux).
Des 1934, Hans Bethe et Rudolf Peierls montrent que la section efficace des neutrinos (c'est a dire leur probabilite d'interagir avec la matiere) devait etre extremement faible: des milliards de fois plus faible que celle de l'electron.
Bethe fut egalement un precurseur dans la comprehension de l'origine
de la lumiere du soleil, donc dans l'elaboration des modeles qui aujourd'hui
predisent le flux de neutrinos en provenance du soleil.
Ils tentent des 1952 de mettre en evidence le neutrino. Ils essaient de detecter, au moyen d'une cible d'eau cadmiee, quelques uns des 100 milliards de milliards de neutrinos sortant a chaque seconde du reacteur nucleaire de Hanford. Ce fut le "projet Poltergeist". En 1956, ils touchent au but et decouvrent le neutrino aupres du reacteur nucleaire de Savannah River.
Frederick Reines est ne en 1918, a Paterson, New Jersey.
Il fait ses etudes a l'Institut de
Technologie de Hoboken, New Jersey, et passe son doctorat en 1944, a
l'universite de New York. De 1944 a 1959, il travaille au laboratoire
de Los Alamos et passe quelques annees a traquer le neutrino, qu'il finit par
mettre en evidence en 1953, puis definitivement en 1956, avec l'aide
de Clyde Cowan. Jusqu'en 1966,
il est professeur et directeur au departement de physique
du "Case Institute of Technology". Il travaille depuis 1966 au departement
de physique et d'astronomie de l'universite de Californie.
F. Reines est decede le 26 Aout 1998.
SuperKamiokande (Irvine) lui consacre
une page.
L'experience de Homestake, Dakota du Sud, fut concue par Ray Davis en 1967 et
fut une experience pionniere dans la detection des neutrinos solaires.
Elle fonctionne depuis 27 ans
avec plus de 600 tonnes de solvant industriel a forte teneur en chlore.
Il contribua avec Enrico Fermi a l'etude des interactions faibles et apporta d'interessants resultats concernant le neutrino. Il montra notamment dans les annees 50 que le muon se desintegre en electron et deux neutrinos, ce qui le differencie de l'electron par une autre caracteristique que sa masse plus elevee: il represente le deuxieme la 2eme famille leptonique. Pontecorvo tenta egalement de mettre en evidence le neutrino, d'etudier ses oscillations et de mesurer sa masse.
Bruno Pontecarvo est ne le 22 Aout 1913 a Marina di Pisa.
Il fait ses etudes a Rome ou il obtient son doctorat. Il
travaille avec Enrico Fermi durant les annees 1930 puis doit fuir
le fascisme italien vers la France, d'ou il doit fuir a nouveau
en 1940. Il travaille au Canada puis en Angleterre a partir de
1948. En 1950, il disparait. On le retrouve 5 ans plus tard en
Russie ou il a decide de passer le reste de sa vie, avec sa
famille. Il meurt le 24 Septembre 1993 a Dubna, en Russie.
Ettore Majorana est ne en Sicile en 1906. En 1933, il est
l'eleve de Enrico Fermi, puis travaille avec
lui. Il elabore en 1937 une theorie symetrique
de l'interaction faible, ou le neutrino est identique a l'anti-neutrino. Un an plus tard,
il disparait dans des conditions restees mysterieuses.
Aujourd'hui, les physiciens ne savent toujours pas si les neutrinos sont de type
"normal" (neutrinos de Dirac) ou de type "Majorana".
Ces deux theoriciens predirent en 1956 la non-conservation de la parite dans
les interactions faibles;
ce que l'experience Cobalt 60 de Ambler, Hayward, Hoppes, Hudson et
Wu demontra quelques mois plus tard. Lee et Yang recurent pour cela
le prix Nobel de physique en 1957.
D'autre part, ils initierent et participerent activement a la decouverte du
par l'equipe de Steinberger, Lederman et Schwartz en 1962.
T.D. Lee est ne a Shanghai en 1926. Il vient aux Etats-Unis en 1946 poursuivre ses
etudes a l'universite de Chicago, ou il passe son doctorat sous la direction de Enrico Fermi.
Il enseigne ensuite a l'universite de Chicago, puis a l'universite de Berkeley et a Princeton,
avant de rejoindre l'universite de Columbia en 1953. Il etudie et contribue grandement a la
connaissance de l'interaction faible (violation de la parite en 1957, neutrino nu_mu en 1960,
brisure spontanee de la symetrie CP en 1974...). A partir de 1976, la relativite generale,
la theorie des champs sur reseau aleatoire et les supra-conducteurs a haute temperature
lui doivent de nombreuses contributions.
Jack Steinberger est ne en 1921, a Bad Kissingen, en Allemagne.
En 1934, il doit fuir le nazisme et fait ses etudes de chimie
a l'Institut de Technologie de l'Illinois, aux Etats-Unis.
En 1942, il rejoint l'armee et est affecte aux antennes radar.
Il y apprend la physique. A partir de 1945, il suit les cours de Fermi
a l'universite de Chicago, ou il obtient son doctorat.
En 1948, il donne des cours a l'universite
de Princeton, puis Berkeley en Californie, enfin a l'universite
Columbia, de 1950 a 1968, ou il participe a des experiences de chambres
a bulles et surtout a l'experience qui decouvre le neutrino nu_mu, en 1962.
Puis il rejoint le CERN jusqu'en 1986, date a laquelle il devient
professeur associe a l'universite de Pise. En 1988, il partage le prix
Nobel de physique avec Schwartz et Lederman pour leur decouverte du
.
Leon Lederman est ne le 15 juillet 1922 a New York. Il poursuit ses
etudes jusqu'en 1943, date a laquelle il rejoint l'armee americaine.
En 1946, il suit les cours de l'universite de Columbia ou il recoit son
doctorat en 1951. En 1958, il devient professeur et part pour une annee
sabbatique au CERN. A son retour, il s'associe a Steinberger et Schwartz
dans l'experience qui lui vaudra le prix Nobel de physique en 1988. De 1961 a 1978,
il dirige le laboratoire de Brookhaven, ou il participe a la
decouverte du quark b (bottom). En 1979, il devient
directeur du Fermilab et mene la construction du Tevatron (qui permet
aujourd'hui a l'experience CDF de decouvrir la plus lourde des particules: le quark top).
En 1989, il rejoint l'universite de
Chicago. Il cree en 1995, au Fermilab, un centre educatif scientifique, veritable modele
d'education scientifique qui inspira a G. Charpak l'experience de
la "main a la pate".
Melvin Schwartz est ne en 1932. Il fait ses etudes a l'universite
de Columbia et passe son doctorat en 1958, apres avoir travaille 2 ans
au Brookhaven Laboratory. En 1963, il devient professeur a Columbia, un
an apres avoir decouvert le
en compagnie de J. Steinberger, L. Lederman, J.M Gaillard, G. Danby,
K. Goulianos, N. Mistry, T.D Lee et C.N. Yang, aupres de l'accelerateur
AGS de Brookhaven. En 1966, il devient professeur a l'universite de
Stanford, puis fonde une compagnie de reseau informatique en 1983,
qu'il quitte en 1991 pour retourner a l'universite de Columbia en tant
que professeur ou il travaille sur les plasmas de quarks-gluons.
Martin Perl parvint en 1977 a mettre en evidence le tau, lepton le plus lourd et partenaire du neutrino tau (dernier neutrino jusqu'ici inobservee).
Martin Perl est ne en 1927. Il fait des etudes de chimie a l'Institut
Polytechnique de Brooklyn, puis recoit son doctorat a l'universite de
Columbia en 1961. Apres avoir enseigne un temps a l'universite du
Michigan, il rejoint en 1963 le laboratoire de l'Accelerateur
de Stanford, ou il passe 12 ans a traquer les leptons. En 1975, grace
au nouveau collisionneur SPEAR, il decouvre
le lepton tau, mais sa decouverte n'est pas confirme par les autres
experiences a travers le monde. Il passe alors peut-etre
les 4 pires annees de sa vie, jusqu'en 1979 ou le tau est a nouveau mis en evidence.
Il travaille aujourd'hui au laboratoire de l'universite de Stanford.
Ne le 30 decembre 1934 en Louisiane, il fait ses etudes a Harvard ou il passe
son doctorat en 1961. Apres un sejour a l'universite d'Indiana, puis a
l'Institut de Technologie de Californie (Caltech), il devient professeur a
l'universite de Princeton en 1971.
Beaucoup de physiciens depuis Pauli en 1930
et Reines en 1953 se sont penches sur l'insolite neutrino. Impossible
de les citer tous.
L. Alvarez par exemple contribua a lever le voile dans les annees 50 et 60.
Tous les noms, c'est finalement
tous les physiciens qui travaillent aujourd'hui a mesurer la masse du
neutrino, a chercher ses oscillations, a observer ceux du ciel et du soleil,
et au-dela tous ceux qui mirent un jour le doigt dans la passionnante
aventure des interactions faibles.
Petit clin d'oeil notamment pour un physicien contemporain, Michel Spiro, qui a observe de pres les interactions faibles et s'est ensuite interesse aussi bien au neutrinos solaires qu'aux naines brunes. A travers Michel Spiro, je voudrais remercier toute la collaboration GALLEX, pour son superbe resultat concernant ce fameux mystere des neutrinos solaires.
Michel Spiro est ne en 1946. Il fait ses etudes a Paris et
entre a l'Ecole Polytechnique en 1966.
En 1968, il est dans la rue, sur les paves et sous les paves.
Mais la physique le reprend et il entre au CEA,
au departement de physique nucleaire de Saclay. Il participe ensuite activement
a l'experience UA1, demarree en 1977 et qui, en 1983, aboutit, sous la direction
de Carlo Rubbia, a la decouverte des bosons W et Z. En 1985, les neutrinos l'attire et il
participe au lancement de l'experience GALLEX, qui, dix ans plus tard, apporte un resultat net
et precis a la mesure du flux de neutrinos solaires. Des neutrinos a la matiere noire, il n'y a
qu'un pas, qu'il franchit alerte en 1990 pour monter l'experience
EROS, cherchant autour de notre
galaxie des objets sombres, sortes de soleil rates appeles "naines brunes",
candidats a la matiere noire tout comme les neutrinos.
Enfin, en 1995, il est le complice de M. Cribier et D. Vignaud pour ecrire
"La lumiere des Neutrinos",
livre auquel cette page Web sur les neutrinos doit mille renseignements.
Didier Verkindt
