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Matière : personnalités

Né le 15 juin 1947 à Agen, Alain Aspect est un physicien français co-lauréat en 2022 du prix Nobel de physique aux côtés de John Clauser (USA) et Anton Zeilinger (Autriche), tous trois pour leurs travaux sur les fondations de la théorie quantique ayant ouvert la voie à l’utilisation du phénomène d’intrication quantique découvert en 1935 par Albert Einstein et Erwin Schrödinger. Le premier va s’en servir avec deux collègues pour formuler ce que l’on appelle désormais le paradoxe d’Einstein-Podolsky-Rosen, encore appelé effet EPR, et le second le paradoxe du Chat de Schrödinger.La célébrité d’Alain Aspect vient surtout de l’expérience qu’il a conçue au milieu des années 1970 et réalisée avec ses collègues Philippe Grangier, Jean Dalibard et Gérard Roger en 1982, et qui permettait de tester, mieux que John Clauser avant eux, ce que l’on appelle les inégalités de Bell, en référence aux travaux publiés en 1964 par le physicien irlandais John Bell alors qu’il avait temporairement quitté son poste au Cern. Ces inégalités permettaient en théorie de trancher entre deux thèses avancées l’une par Albert Einstein via l’effet EPR et l’autre par Niels Bohr en réponse à l’article de Boris Podolsky et Nathan Rosen avec Einstein en 1935.Einstein pensait que les équations et les principes de la mécanique quantiques avancés dans une formulation finale en 1927 à partir des efforts conjoints de Bohr, Born, Heisenberg et aussi Dirac et Pauli n’étaient pas la description ultime des phénomènes quantiques et que l’on en reviendrait à des images concrètes dans l’espace et le temps, avec une utilisation des probabilités qui n’était plus fondamentale.Les résultats de Bell et Aspect ont montré que toute une classe de théories alternatives à la mécanique quantique de 1927 était réfutée par l’expérience, celle des théories dites à variables cachés locales. La démonstration de la réalité du phénomène d’intrication quantique a stimulé le début des travaux sur l’information quantique au cours des années 1980, information quantique que l’on retrouve dans les recherches actuelles sur les ordinateurs, la cryptographie et la téléportation quantique.#CNRSleJournal ???? Découvrez le parcours et les recherches du physicien français, récompensé aujourd’hui pour ses travaux pionniers sur l’intrication quantique, avec ces articles réalisés à l'occasion de sa médaille d'or du CNRS. https://t.co/0fJSvwspGz— CNRS ???? (@CNRS) October 4, 2022 Alain Aspect avait fait ses études supérieures en physique à l’École normale supérieure de Cachan, devenant professeur agrégé de sciences physiques en 1969 après avoir décroché ce que nous appellerions aujourd’hui un master en optique. Il passera un premier doctorat en 1970 avant de partir enseigner, au titre de la coopération, à l’École normale supérieure de Yaoundé (Cameroun) de 1971 à 1974. Comme il l’explique dans la biographie que lui a consacrée le CNRS, il se fait envoyer à la fin de son séjour un ouvrage tout juste publié, Mécanique quantique par Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu et Franck Laloë. L’ouvrage est devenu par la suite une des références mondiales sur le sujet et comme l’explique Alain Aspect au sujet de la France : « À l’époque, la physique quantique était enseignée de manière un peu obscure. Certaines propriétés me semblaient relever de la schizophrénie et je me posais beaucoup de questions sur le formalisme quantique. J’ai commencé à avoir des réponses claires avec ce livre ».C’est à son retour en France, nommé maître-assistant à l'ENS Cachan, il est mis en contact par Christian Imbert, professeur à l'École supérieure d'optique, et Olivier Costa de Beauregard, directeur de recherche au CNRS, avec les idées du paradoxe d’Einstein-Podolsky-Rosen explorées par John Bell dans son article de 1964. « Sa lecture fut comme un coup de foudre, j’ai su que c’était sur ce sujet que je voulais travailler », explique Alain Aspect qui, dès lors, se lance sur la trajectoire qui aboutira à la percée de 1982 en publiant déjà un article fondateur à ce sujet en 1976.Le physicien Alain Aspect, directeur de recherche CNRS au Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'optique d'Orsay, a reçu la Médaille d'or du CNRS en 2005 pour ses travaux dans le domaine de l'optique quantique et de la physique atomique. Il raconte son parcours et décrit ses travaux dans cette vidéo. © CNRSEn complément de cette vidéo, le CNRS commente : « En 1935, Albert Einstein montre que les lois de la mécanique quantique autorisent la formation de particules intriquées. Deux photons, par exemple, qui ont interagi entre eux dans le passé puis se sont éloignés l'un de l'autre, conserveraient la possibilité d'échanger des informations. Toute modification d'une propriété d'un des photons est immédiatement transmise à l'autre photon. C'est l'intrication quantique. Pour Einstein, aucune information ne peut se transmettre plus vite que la lumière, et donc le formalisme quantique doit être rejeté. Niels Bohr conteste cette position. Mais aucune expérience n'est à l'époque capable de prouver l'existence ou l'absence de l'intrication (ou non-localité). En 1964, le physicien John Bell montre que les points de vue d'Einstein et de Bohr conduisent à des prédictions différentes et il formalise ce résultat par les célèbres inégalités de Bell. Alain Aspect et son équipe (Philippe Grangier, Gérard Roger et Jean Dalibard) vont réussir à fabriquer une source produisant des paires de photons intriqués, puis à étudier leurs propriétés. Les résultats obtenus (1982) violent les inégalités de Bell, ce qui veut dire que la physique quantique a raison. Il existe bel et bien des paires de particules intriquées, c'est-à-dire des particules dont les propriétés restent liées quelle que soit la distance qui les sépare. Les deux particules même distantes de plusieurs kilomètres se comportent comme un système unique. Ces phénomènes ont des applications dans le domaine de la cryptographie et de l'informatique (ordinateur quantique). » En 1984, probablement en conséquence de la découverte, il est nommé maître de conférences à l'École polytechnique et sous-directeur de laboratoire au Collège de France, associé à la chaire de physique atomique et moléculaire de Claude Cohen-Tannoudji qui lui-même deviendra lauréat du Prix Nobel en 1997.Les années qui vont suivre le conduiront à devenir professeur à l'École polytechnique et à de nouvelles recherches dans le domaine des atomes ultrafroids et des condensats de Bose-Einstein sans oublier à la première démonstration de la dualité onde-corpuscule avec des photons individuels.Alain Aspect est aussi membre de l'Académie des sciences et de l'Académie des technologies ainsi que lauréat d’une impressionnante liste de récompenses comme la médaille Albert-Einstein en 2012 et la médaille Niels Bohr à l’occasion de la célébration du centenaire de la publication du modèle atomique du physicien Danois.Notons également qu’il est cofondateur en 2019 de Pasqal, une entreprise spécialisée dans l’informatique quantique et qui travaille sur un ordinateur quantique à atomes neutres.

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Alain Aspect

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• 07/10/2022

Stephen William Hawking, né le 8 janvier 1942 à Oxford, est un physicien théoricien et cosmologiste britannique bien connu pour ses travaux sur les trous noirs, la cosmologie quantique et ses livres de vulgarisation sur les mêmes sujets. C’est son best-seller Une brève histoire du temps (A Brief History of Time), qui est resté sur la liste des records des meilleures ventes du Sunday Times pendant 237 semaines consécutives, qui l’a fait connaître du grand public.
La renommée médiatique de Hawking vient aussi du fait qu’il a accompli ses travaux alors qu’il souffre d’une dystrophie neuromusculaire attribuée à une sclérose latérale amyotrophique (SLA). Cette terrible maladie, appelée familièrement aux États-Unis la maladie de Lou Gehrig et en France la maladie de Charcot, qui conduit à une paralysie complète et à la mort en quelques années en général, s’est déclaré chez lui peu de temps après ses 20 ans.
Une vidéo mise en ligne par l'université de Cambridge en l'honneur de Stephen Hawking. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Cambridge University
Des singularités en cosmologie au rayonnement des trous noirs
Il était alors étudiant à Cambridge, où il avait l’intention d’approfondir la cosmologie avec Fred Hoyle, l’un des plus importants astrophysiciens des années 1950 et 1960 et coauteur du modèle standard en cosmologie de l’époque, avec un univers en expansion éternel et infini. À son grand désespoir (mais ce fut en réalité une chance comme Hawking le comprit rétrospectivement), il se vit attribuer comme directeur de thèse William Dennis Sciama, assez peu connu à ce moment-là. Stimulé par sa rencontre et son mariage avec Jane Wilde en 1965, et parce que sa maladie progressait moins vite que prévu, Hawking finira son doctorat en publiant à partir de 1966 des articles retentissants sur l’occurrence des singularités en cosmologie relativiste. Il y reprenait les méthodes géométriques du grand mathématicien Roger Penrose, que celui-ci avait utilisées initialement pour démontrer l’existence d’une singularité lors de la formation d’un trou noir en relativité générale classique.
Les travaux de Hawking arrivaient au moment où les découvertes des quasars et surtout du rayonnement fossile par Penzias et Wilson en 1965 venaient de réfuter la théorie de la cosmologie stationnaire de Hoyle, Hermann Bondi et Thomas Gold. La théorie du Big Bang de Georges Lemaître, Georges Gamow et Ralph Alpher allait enfin être prise au sérieux.
En utilisant les méthodes mathématiques de Penrose et en comprenant l’importance des idées de John Wheeler sur les trous noirs, les trous de vers et la cosmologie quantique, Hawking va marquer profondément la physique théorique et la cosmologie pendant les années 1970 et 1980. Influencé par les travaux de Bekenstein, Zel’dovich, Starobinsky et Linde, il se fera un nom en découvrant le rayonnement des trous noirs en 1974 et en développant plusieurs aspects importants de la théorie de l’inflation pendant les années 1980. Tous ces travaux le conduiront à développer un modèle cosmologique fascinant en 1983, universellement connu aujourd’hui sous le nom de modèle de Hartle-Hawking. Reprenant la méthode de calcul en théorie quantique dite de l’intégrale de chemin de Feynman, dont il avait pu constater l’efficacité dans ses recherches sur l’entropie et le rayonnement des trous noirs, Hawking proposait avec Hartle un modèle cosmologique fini dans l’espace et caractérisé par l’apparition du temps imaginaire au moment où l’univers était dominé par les effets de la gravitation quantique, c’est-à-dire avant le temps de Planck.
De l’entropie des trous noirs au boson de Higgs
On mesure toute la détermination et les capacités intellectuelles de Stephen Hawking quand on sait que ces travaux furent réalisés en 1974, alors qu’en raison de la paralysie causée par la SLA, il était devenu incapable de se nourrir ou de sortir de son lit par lui-même et que son état n’allait cesser de s’aggraver. Son élocution, déjà fortement altérée par sa maladie, de sorte que seules les personnes le connaissant bien pouvaient encore le comprendre, laissa la place à une incapacité totale de parler en 1985. Il avait alors contracté une pneumonie, et les médecins avaient dû lui faire subir une trachéotomie pour sauver sa vie. Depuis la fin des années 1980, il doit utiliser un ordinateur pour parler.
À la fin des années 1990 et au début des années 2000, Hawking est devenu un partisan convaincu de la théorie des supercordes, et notamment de la théorie M, parce qu’elle permet de mieux comprendre l’origine de l’entropie des trous noirs. Il publiera d’ailleurs un nouveau livre de vulgarisation sur ces sujets en 2001, L’univers dans une coquille de noix. Le livre vulgarise des théories comme la supergravité, la supersymétrie et la théorie quantique à la base de la théorie M, l’holographie et la dualité des p-branes contenues dans la théorie des supercordes et leurs implications sur les trous noirs et l’existence d’univers multiples. Sur le plan scientifique, la théorie M a convaincu Hawking qu’il avait perdu son pari sur le célèbre et profond paradoxe de l’information apparaissant avec les trous noirs et qu’il avait été le premier à signaler. Il a concédé en 2004 à John Preskill que l’information n’était pas détruite dans les trous noirs. En 2012, il a aussi concédé à Gordon Kane que le boson de Higgs existait bel et bien.
Stephen Hawking en visite voilà quelques années au LHC. L’accélérateur lui a fait perdre 100 dollars à la suite d’un pari sur la découverte d’une nouvelle particule avec le LHC. © Cern
Une carrière saluée par de nombreuses distinctions
En 2009, Hawking a quitté la prestigieuse Lucasian Chair of Mathematics à l’université de Cambridge, comme il était prévu à cause de la limite d’âge. Elle a été occupée par de grands noms de la physique, parmi lesquels ceux dont les théories ont bouleversé profondément notre vision du monde : Isaac Newton et Paul Dirac. Actuellement, c’est Michael Green qui en est le titulaire.
Titulaire de nombreuses récompenses, Stephen Hawking n’a cependant pas reçu de prix Nobel, possiblement parce que ses travaux sont trop théoriques. Mais il aurait logiquement pu recevoir le prix Nobel de physique si l’on avait détecté des trous noirs en train de s’évaporer, par exemple au LHC. Toutefois, il a reçu trois millions de dollars en 2012 en tant que lauréat du prix spécial de la Fundamental Physics Prize Foundation. Un de ses plus grands rêves était de faire un vol dans l’espace, alors qu’il a déjà effectué un vol en apesanteur en 2007 grâce à la société Zero-G, fondée par Peter Diamandis.
Très impliqué dans les médias, il a fortement participé à la communication des sciences au public. Une médaille Stephen Hawking pour la communication scientifique a été créée en 2016 pour saluer les contributions de ce type. L’astéroïde (7672) a également été nommé en son honneur. Par ailleurs, ces dernières années, il alertait le monde contre le changement climatique.
Stephen Hawking est décédé le 14 mars 2018, à Cambridge, au Royaume-Uni, à l’âge de 76 ans. Un film biographique sorti en 2014, intitulé Une merveilleuse histoire du temps, retrace la vie de ce grand physicien.

Sciences

Trou noir

Stephen Hawking

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• 08/01/2022

Michel Nostradamus était un astrologue, voyant et médecin français. Durant sa vie, il a fait de grandes prophéties, et certaines d’entre elles se sont réalisées. Avec les controverses sur la fin du monde en 2012, les études et les lectures sur Nostradamus ont pris de l’ampleur.Michel Nostradamus : jeunesse et étudesMichel de Nostredame, connu sous le nom de Nostradamus, est né à Saint Rémy-de-Provence, en France, le 14 décembre 1503. Il étudie la philosophie à Avignon et la médecine à l’université de Montpellier, dont il sort diplômé en 1529.Son père, James de Nostradamus, était un marchand de grains dont la famille s’était convertie du judaïsme au christianisme à la suite des persécutions liées à l’avènement de Louis XII. Sa mère, Reynière de Saint-Rémy, a eu plusieurs enfants, l’aîné étant Michel de Nostradamus, qui avait des connaissances en langues classiques, en astrologie et en occultisme grâce aux enseignements de ses grands-pères.Nostradamus a fait fortune en tant que médecin, exerçant sa profession avec courage, notamment lors des épidémies de son siècle, pendant lesquelles il a sauvé de nombreuses vies. Installé à Agen, Michel Nostradamus décide de quitter la ville après avoir perdu sa femme et ses deux enfants. Après une période obscure, ce n’est qu’en 1544 que nous avons des nouvelles de lui, alors remarié et exerçant la médecine à Salon-de-Provence.Comment Nostradamus a réalisé ses prophétiesVers 1547, Michel Nostradamus commence à faire des prédictions, grâce à des études astrologiques et à l’inspiration divine. Ses visions apparaissent principalement la nuit, lorsqu’il fixe le feu ou l’eau.Il fait une grande partie de ses prédictions en quatrains rimés. Les vers permettent les interprétations les plus variées, car ils rassemblent plusieurs langues, énigmes, anagrammes et épigrammes.Des siècles de NostradamusEn 1555, Michel Nostradamus publie un livre de prédictions intitulé « Les Prophéties », contenant un millier de prédictions. Réimprimé trois ans plus tard, il est dédié à Henri II.La reine Catherine de Médicis consulte alors Nostradamus, qui lui prédit la mort du roi Henri II. Voici comment il annonce la mort du roi : « Henri II a eu l’œil crevé dans un tournoi lorsque la lance d’un jeune capitaine a pénétré la visière de son casque d’or ». Lorsque la mort tragique du roi survient, la renommée du voyant se répand dans toute l’Europe, et beaucoup lui attribuent le don prophétique. De nombreuses prédictions de Nostradamus concernaient ce qui allait se passer dans l’humanité dans les années à venir, en langage métaphorique, et donc sujet à diverses interprétations par les spécialistes. De nombreuses prophéties de Nostradamus se sont confirmées avec le temps, comme celles qui annonçaient la Révolution française, les guerres mondiales, la montée en puissance d’Hitler, la bombe atomique, entre autres. Célèbres, les œuvres de Nostradamus étaient de plus en plus demandées par les nobles et les rois.AstrologueEn plus de prédire admirablement l’avenir, il existe des preuves que Michel Nostradamus connaissait la loi de la gravité avant Newton et les lois de Kepler avant Kepler. Il semble connaître l’existence des planètes Uranus et Neptune, qu’il appelle par les noms qu’elles recevront lorsqu’elles seront découvertes en 1781 et 1846, respectivement.DécèsEn 1566, malade de la goutte et d’une insuffisance cardiaque, il prédit sa propre mort. Lorsque son assistant lui souhaite bonne nuit le 1er juillet 1566, Michel Nostradamus répond : « Vous ne me trouverez pas vivant à l’aube ». Nostradamus a été retrouvé mort dans sa chambre le matin du 2 juillet 1566, dans la ville de Salon-de-Provence, en France.En 1781, les prédictions de Nostradamus sont condamnées par la Congrégation de l’Index de l’Église catholique.

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Astronomie

Michel Nostradamus

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• 26/05/2021

Ernest Rutherford était un physicien et chimiste néo-zélandais qui, lors de ses recherches sur l’uranium, a découvert l’émission de rayons alpha et bêta. Cette découverte a apporté une contribution majeure à la théorie atomique moderne. Les résultats de ses travaux de recherche ont pris la forme d’un modèle atomique moderne. Rutherford a été le premier à défendre la conception selon laquelle les atomes ont leur charge positive concentrée dans un petit noyau.Jeunesse et études d'Ernest RutherfordErnest Rutherford est né à Nelson, en Nouvelle-Zélande, le 30 août 1871. Il a grandi et étudié dans sa ville natale. En 1893, il est diplômé en mathématiques et physique par l’université de Wellington. Grâce à un concours, il remporte une bourse qui le conduit à l’université de Cambridge en Angleterre.Au Cavendish Laboratory de Cambridge, sous la direction du physicien J. J. Thomson (qui a découvert les électrons), il effectue des recherches sur le mouvement des particules atomiques chargées électriquement : les ions. Il étudie également les radiations émises par l’élément radium, récemment découvert par Marie et Pierre Curie.En 1898, il part pour le Canada. En 1899, alors qu’il effectuait des recherches sur l’uranium à l’université McGill de Montréal, il découvre qu’un type de rayonnement émis par cet élément était facilement bloqué par une fine feuille de métal. Il nomme cette particule rayons alpha. Il découvre également une autre forme de rayonnement, plus pénétrante, et bloquée par une feuille de métal plus épaisse, qu’il a nommée rayons bêta.Découvertes en radioactivitéLes découvertes de Rutherford ont été importantes pour les travaux futurs. Avec le chimiste anglais Frederick Soddy, il a posé les bases de la théorie de la radioactivité. Leurs recherches et leurs conclusions se trouvent dans le livre intitulé « Radiative Substances and Their Radiations ».En 1907, Rutherford s’installe à Manchester, en Angleterre. À cette époque, il découvre que les rayons alpha consistent en un flux d’atomes d’hélium liés positivement, c’est-à-dire des atomes sans leurs électrons. Pour cette découverte, il reçoit le prix Nobel de chimie en 1908. À partir de 1910, il entreprend une série d’expériences.Recherche en théorie atomiqueAvec ses expériences, Ernest Rutherford a inspiré toute la théorie atomique moderne en affirmant que l’atome est nucléé et que sa partie positive est concentrée dans un volume extrêmement petit : le noyau lui-même. Les électrons seraient quant à eux extranucléaires. Sur la base de ces découvertes, Rutherford présente en 1911 un modèle atomique, qui a été reconnu par ses confrères et nommé « atome de Rutherford ». Le modèle a une forme planétaire où l’atome est entouré d’électrosphères.En 1912, le physicien danois Niel Bohr a utilisé les conclusions de Rutherford pour leur appliquer la théorie des quanta, ce qui a permis de résoudre l’impasse du modèle de Rutherford.Avec Piotr KapitzaEn 1919, de retour à Cambridge, il devient directeur du laboratoire Cavendish. Entre 1921 et 1934, il travaille avec Piotr Kapitza, l’un de ses plus grands collaborateurs et l’un des noms les plus importants de l’URSS. C’est notamment l’un des responsables du lancement du satellite Spoutnik. Rutherford démontre à nouveau sa foi dans l’internationalisation de la science en obtenant le transfert de son grand laboratoire à haute tension d’Angleterre en Union soviétique, où Kapitza pourra l’utiliser pour faire avancer la recherche.Ernest Rutherford a été président de la Royal Society de 1925 à 1930. Il a reçu plusieurs distinctions, dont l’Ordre du mérite en 1935, le titre de Baron Rutherford of Nelson en 1931, et le titre de Lord en 1937.Ernest Rutherford est mort à Cambridge, en Angleterre, le 19 octobre 1937.

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Ernest Rutherford

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• 15/05/2021

Né le 8 aout 1931 en Angleterre dans une famille anglaise exceptionnelle, son père était psychiatre et généticien et ses deux frères respectivement grand maître international aux échecs et sommité mondiale en physique statistique, le prix Nobel de physique 2020, Roger Penrose, s’est lui illustré dans le domaine des mathématiques et de la physique théorique liés à la théorie de la relativité générale.Il a commencé sa carrière de mathématicien dans les années 1950 avec une thèse en géométrie algébrique, liée aux mathématiques de la théorie de la relativité d’Einstein, passée à l’Université de Cambridge, là où Newton était professeur, et alors que ce domaine des mathématiques allait être révolutionné par le légendaire Alexandre Grothendieck.De la géométrie algébrique aux trous noirsMais au tout début des années 1960, il va s’intéresser à la relativité générale et à la cosmologie relativiste sous l’influence du physicien Dennis W. Sciama qui quelques temps plus tard sera le directeur de thèse de Stephen Hawking.Penrose va introduire des méthodes mathématiques originales issues de la géométrie algébrique et de la topologie différentielle pour éviter de longs calculs, parfois même impossibles, afin d’extraire facilement des équations de la théorie de la relativité générale leurs prédictions concernant la théorie relativiste des étoiles et de la cosmologie.En 1965, il va démontrer que ce qui sera appelé plus tard un trou noir par le génial physicien John Wheeler est une conséquence inévitable de la relativité générale appliquée à l’effondrement gravitationnel d’une étoile suffisamment massive et ayant épuisé son carburant nucléaire, confirmant les calculs déjà fait dans des cas idéalisés et donc peut-être douteux dans les années 1930 du père de la bombe atomique, Robert Oppenheimer, avec ses élèves.Roger Penrose parle de la relativité générale, des trous noirs et de sa théorie cosmologique. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © London Mathematical SocietyLe théorème découvert par Penrose implique également que le point final de l’effondrement d’une étoile en trou noir est une singularité de l’espace-temps qui s’y anéantie mais uniquement si l’on ne fait pas intervenir des aspects quantiques de la gravitation.Stephen Hawking va reprendre les idées et les méthodes de Penrose pour montrer que la théorie d’Einstein implique aussi une singularité initiale et un début de l’Univers dans le cadre de la théorie du Big Bang qui venait de devenir nettement plus crédible en 1965 avec la découverte du rayonnement fossile.Penrose va aussi introduire d’autres méthodes géométriques, en particulier ce qui sera appelé des diagrammes de Penrose-Carter, et qui vont permettre des découvertes importantes dans le domaine de la physique des trous noirs et de la cosmologie. Les calculs fait par Hawking pour découvrir son célèbre rayonnement quantique des trous noirs utilise d’ailleurs un tel diagramme.De la gravitation quantique à une théorie quantique de la conscienceDes années 1960 aux années 1970, Penrose va également développer des idées originales d’origine géométrique pour une théorie quantique de la physique en espace-temps courbe. Ses théories des « torseurs » et des réseaux de spins sont utilisé aujourd’hui pour explorer des théories quantiques de la gravitation.Les contributions et la créativité de Penrose ne s’arrêtent pas là. Dès les années 1950, il va influencer l’artiste néerlandais Maurits Cornelis Escher qui va reprendre le désormais célèbre triangle de Penrose pour en faire les noms moins célèbres « Chute d'eau » et « Montée et Descente ». Son intérêt pour la géométrie et les puzzles va le conduire également à la découverte d’un nouveau type de pavages mathématiques du plan que l’on pensait impossible et qui va se trouver avoir des applications très concrètes des années plus tard avec la découverte des quasi-cristaux.Des travaux des mathématiciens, il résultait qu'un pavage périodique dans le plan avec des objets possédant une symétrie d'ordre 5, comme par exemple un pentagone, était une impossibilité. Jusqu'au milieu des années 1970 on pensait aussi que tout pavage du plan devait se réduire à un pavage périodique. Ce fut donc une surprise quand Roger Penrose trouva un contre-exemple. À l'origine, il ne s'agissait que de mathématiques récréatives mais ce qui est aujourd'hui connu comme le pavage du plan par des tuiles de Penrose permettait effectivement de réaliser un pavage non pas périodique mais quasi-périodique du plan avec des structures possédant une symétrie d'ordre 5. © Ianiv SchweberPenrose s’interroge depuis des années sur la physique de la conscience. Ayant également une conception platonicienne des mathématiques, il pense qu’on les découvre et que la conscience humaine n’est pas le résultat de l’exécution d’algorithmes sur un ordinateur, inspiré en cela notamment par les travaux du mythique logicien Kurt Gödel, lui aussi tenant d’un platonisme mathématique. Il pense également que la conscience repose sur des processus quantiques mais qu'une nouvelle mécanique quantique est nécessaire pour vraiment en rendre compte.Ces dernières années, Penrose a aussi proposé et défendu une nouvelle cosmologie, dite conforme et cyclique, en tant qu’alternative à la théorie de l’inflation dont il doute, doute qu’il étend d’ailleurs à la théorie des supercordes. Il pense que son modèle cosmologique est testable avec le rayonnement fossile notamment mais pour le moment, les preuves qu'il avance ne rencontre que du scepticisme.Roger Penrose nous parle de ses idées sur l'origine de la conscience et comment il en est venu à écrire un puis deux célèbres livres à ce sujet. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Lex FridmanOn peut légitimement penser que Penrose est l’un des dignes successeurs de Newton et comme lui l’un des Géomètres de l’Univers et l’un des « bâtisseurs du ciel ».Roger Penrose a écris plusieurs livres dont certains sont incontournables, en voici quelques exemples.Les deux infinis et l'esprit humain À la découverte des lois de l'univers: La prodigieuse histoire des mathématiques et de la physiqueLes Cycles du temps: Une nouvelle vision de l'UniversThe Emperor's New Mind: Concerning Computers, Minds, and the Laws of Physics Une présentation par Roger Penrose et ses collègues de son modèle de cosmologie cyclique conforme (CCC). Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © skydivephil

Sciences

Théorie de la relativité générale

Roger Penrose

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• 16/04/2021

Michael Faraday (1791-1867) était un physicien et chimiste anglais. Le 29 août 1831, il découvre l'induction électromagnétique. Il est l'auteur des termes techniques utilisés dans l'électrolyse : électrode, électrolyte et ion.Jeunesse de Michael FaradayMichael Faraday est né à Newington Butts, un quartier de Londres, en Angleterre, le 22 septembre 1791. Ce fils de forgeron a reçu une formation scolaire basique. À l'âge de 13 ans, il doit quitter l'école et trouve un emploi de livreur de journaux.Un an plus tard, le libraire de la ville emploie Michael comme apprenti relieur. Résidant dans la maison de son employeur, Michael avait accès à de nombreux livres, qu’il dévorait pendant son temps libre.En 1810, Faraday suit un bref cours de philosophie naturelle. La même année, il est invité à assister aux conférences de Sir Humphry Davy, chimiste anglais et président de la Royal Institution.Premiers pas dans le monde scientifiqueÀ l'âge de 20 ans, il décide de quitter son emploi et, avec le désir de s’insérer dans un laboratoire scientifique, il écrit une lettre à Sir Humphry Davy. Ce dernier reçoit Faraday, et en mars 1813, Faraday commence à travailler comme assistant de laboratoire à l'Institution royale. Des années plus tard, Sir Humphry Davy disait : "La plus grande de mes découvertes est Faraday".Sept mois plus tard, en tant qu'assistant de Sir Humphry, Faraday fait le tour de l'Europe pour un voyage scientifique, au cours duquel le chimiste donne plusieurs conférences et essais. En avril 1815, de retour à l'Institut, Faraday poursuit sa carrière et devient le successeur de Davy à la direction du laboratoire.Les travaux et découvertes remarquables de Faraday l'ont établi comme le représentant le plus éminent de la physique expérimentale du XIXe siècle.Marié à Sarah Bernard, sans enfants, Faraday vit dans une maison offerte par la reine Victoria pour services rendus à son pays.Michael Faraday est mort à Hampton Court, en Angleterre, le 25 août 1867.Expériences et découvertesVers 1821, attiré par les expériences du physicien danois Oersted, Faraday vérifie, en inversant l'expérience, que le courant électrique a la propriété de changer la direction d'une aiguille magnétique. Il prouve alors que les aimants exercent une action mécanique sur les conducteurs traversés par le courant électrique.Pour parvenir à cette conclusion, Faraday place un aimant verticalement au-dessus d'un bain de mercure, de sorte qu'une de ses extrémités soit immergée dans le liquide. Il connecte ensuite un fil conducteur au mercure, fermant ainsi le circuit, et observe que le fil se déplace autour de son point de suspension, et décrit des cercles autour de l'aimant.Si, au contraire, le fil était maintenu fixe et l'aimant laissé libre, l'aimant tournait autour du fil. Avec cette expérience, fondamentale pour le développement technologique ultérieur, Faraday créé le premier moteur électromagnétique.En 1825, il isole le benzène et, revenant aux expériences sur l'électromagnétisme, il découvre l'induction électromagnétique le 29 août 1831. Le phénomène déjà perçu par Argo et Ampère a été scientifiquement prouvé par Faraday.Les lois de FaradayEn 1834, passant en revue les travaux d'Alessandro Volta sur les phénomènes électrochimiques, Faraday réalise une série d'expériences et montre qu'une transformation chimique peut être provoquée par le passage de l'électricité à travers des solutions aqueuses de composés chimiques, ce qui aboutit à l'établissement des "lois de l'électrolyse", également appelées "lois de Faraday".La première loi de Faraday stipule que la masse de la substance décomposée par l'électrolyse est proportionnelle à la quantité d'électricité passant à travers l'électrolyte. La seconde dit que les poids des différentes substances libérées par la même quantité d'électricité sont proportionnelles à leurs équivalents chimiques.La quantité d'électricité nécessaire pour libérer l'équivalent d'un gramme de toute substance est alors appelée le "faraday".

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Michael Faraday

personnalité

• 15/04/2021

Alessandro Volta était un physicien italien, l’inventeur de la pile voltaïque. C’est en son honneur que le Congrès des électriciens a nommé l’unité de force électromotrice le volt.Alessandro Volta est né le 18 février 1745 à Côme, une ville située sur le lac du même nom dans les Alpes italiennes du côté de Milan.Alessandro n’a commencé à parler qu’à l’âge de quatre ans. Puis, deux ans plus tard, il commence à étudier dans une école jésuite, où ses parents croyants l’ont inscrit. En 1759, il décide d’étudier la physique, et à l’âge de dix-sept ans, il termine ses études universitaires.Alessandro Volta : enseignant et chercheurEn 1774, Volta commence à enseigner la physique à l’école royale de Côme, où il restera jusqu’en 1779. Pendant cette période, il perfectionne l’électrophore, une machine utilisée pour générer de l’électricité statique.Se consacrant à la recherche sur les phénomènes électriques, il a isolé le méthane et mis au point l’audiomètre. Toujours en 1779, il est nommé pour organiser le département de physique et enseigner à l’université de Pavie, en Italie, où il est resté vivre pendant 25 ans.Alessandro Volta a utilisé l’électrophore pour découvrir un grand nombre des lois qui déterminent le fonctionnement du condensateur, aujourd’hui bien connu.Le professeur Luigi GalvaniEn 1791, Luigi Galvani, professeur de biologie et de physiologie à l’université de Bologne, faisait des expériences avec une grenouille morte, au nerf spinal de laquelle il attachait un fil de cuivre. Chaque fois que le fil et les pattes de l’animal touchaient un disque de fer, les pattes sans vie se contractaient.Galvani publie ses observations. Il pensait que l’action était due à l’électricité produite dans l’animal lui-même. Volta a lu l’expérience et exprimé ses doutes.L’invention de la pile voltaïqueEn 1792, Volta commence ses recherches sur la base des notes de Galvani sur les mouvements de contraction de la grenouille morte. Il n’est pas convaincu qu’il s’agisse d’une "électricité animale".Volta propose alors une explication plus plausible : l’électricité est produite par le contact entre deux métaux, le cuivre et le fer, dont les charges électriques avaient été activées par un déséquilibre entre leurs potentiels électriques. C’est-à-dire par une force électromotrice. En 1773, il développe une table de tension se référant aux métaux. Ses recherches aboutissent en 1800 à la création de la pile, qu’il construit en empilant des disques de cuivre et de zinc, séparés par du coton humidifié à l’acide sulfurique.Le 20 mars 1800, il écrit une lettre à la Royal Society de Londres pour décrire ce que l’on appelle aujourd’hui la pile voltaïque.Volta a ainsi fabriqué la première pile électrique, précurseur des batteries sèches utilisées aujourd’hui. Pour la première fois dans l’histoire de la science, une source continue d’électricité a été produite. Sa découverte a ouvert de nouvelles voies pour la recherche dans ce domaine.Prix d’honneurAlessandro Volta reçoit de nombreux honneurs pour ses travaux. Il est invité par Napoléon à démontrer ses recherches sur la génération de courant électrique à l’Institut de Paris.Il reçoit également la médaille de la Légion d’honneur et est nommé sénateur du royaume de Lombardie. En 1810, il est même nommé comte de cette région. En 1815, l’empereur d’Autriche lui confie le poste de directeur de la faculté de philosophie de Padoue. Et c’est en 1819, à l’âge de 74 ans, qu’il retourne dans sa ville natale.Alessandro Guiseppe Antonio Anastasio Volta est mort à Côme, en Italie, le 5 mars 1827.

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Alessandro Volta

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• 14/04/2021

Blaise Pascal (1623-1662) était un physicien, mathématicien, philosophe et théologien français. Auteur de la célèbre phrase : « Le cœur a ses raisons, que la raison ne connaît point ».Blaise Pascal est né à Clermont-Ferrand, le 19 juin 1623. La mère de Pascal est morte alors qu’il n’avait que trois ans. En 1631, son père, Étienne, quitte son poste de juge et s’installe à Paris avec ses enfants Gilberte, Blaise et Jacqueline. Blaise Pascal n’est jamais allé à l’école ou à l’université. Il a été éduqué par son père qui, en plus de travailler pour le gouvernement dans la collecte des impôts, était un homme d’une grande culture.En 1639, à l’âge de 16 ans seulement, il écrit l'« Essai pour les Coniques ». Cette année-là, son père a été transféré à Rouen et c’est là que Pascal a mené ses premières recherches dans le domaine de la physique.À cette époque, il invente une petite machine à calculer, la première calculatrice manuelle connue, aujourd’hui conservée au Conservatoire des Arts et Métiers de Paris.Blaise Pascal y rencontre les jansénistes, une faction catholique inspirée par Saint-Augustin. Ceux-ci rejetent le concept de libre arbitre, et acceptent la prédestination. Ils enseignent que la clé du salut est la grâce divine plutôt que les bonnes actions.Activités scientifiques de Blaise PascalEn 1647, Pascal revient à Paris et se consacre à la recherche scientifique. Il mène des expériences sur la pression atmosphérique, écrit un traité sur le vide, invente la presse hydraulique et la seringue, et perfectionne le baromètre de Torricelli.En mathématiques, sa théorie des probabilités et son « Traité du triangle arithmétique » (1654) sont devenus célèbres. Son travail sera d’une grande valeur pour le futur des statistiques.Philosophie de Blaise PascalEn 1654, après avoir failli mourir dans un accident de voiture et avoir vécu une expérience mystique, Pascal décide de se consacrer à Dieu et à la religion. Il choisit le prêtre janséniste Singlin comme guide spirituel et en 1665, il se retire à l’abbaye de Port-Royal des Champs, centre du jansénisme.C’est à cette époque qu’il élabore les principes de sa doctrine philosophique, centrée sur l’opposition des deux éléments fondamentaux et non exclusifs de la connaissance : d’une part, la raison avec ses médiations qui tendent vers l’exactitude, la logique et le discours (esprit géométrique). De l’autre côté, l’émotion, ou le cœur, qui transcende le monde extérieur, intuitif, capable d’apprendre l’ineffable, le religieux et le moral (esprit de finesse).La compréhension de ce mode d’être de l’homme, de sa condition dans le monde, situé entre les extrêmes, est l’objet principal de la philosophie de Pascal. À la base de cette division se trouve l’opposition entre la nature divine de l’esprit et la nature humaine et défectueuse de la matière.Les conceptions philosophicoreligieuses de Pascal sont rassemblées dans les ouvrages : « Les Provinciales » (1656-1657), un ensemble de 18 lettres écrites pour défendre le janséniste Antoine Arnauld, un opposant aux jésuites qui a été jugé par les théologiens de Paris, et « Pensées » (1670), un traité de spiritualité, dans lequel il défend le christianisme.Dans Les Provinciales apparaissent les premières preuves que Pascal commence à s’éloigner du jansénisme, tendance qui s’est approfondie dans les Pensées, lorsqu’il se tourne vers une vision anthropocentrique de la grâce et donne à l’initiative humaine une importance qui ne correspond plus aux préceptes jansénistes.Le travail de Pascal en tant que théologien et écrivain a été bien plus influent que sa contribution à la science. Il a influencé les romantiques du XVIIIe siècle, les réflexions de Nietzsche, et les modernistes catholiques qui ont trouvé en lui le précurseur de leur pragmatisme.Blaise Pascal est mort à Paris, en France, le 19 août 1662.

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Blaise Pascal

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• 07/03/2021

James Watt (1736-1819) était un ingénieur mécanicien et mathématicien écossais. Il a perfectionné la machine à vapeur, inaugurant l’ère de la « vapeur » dans la révolution industrielle en Angleterre. Son nom a été donné à l’unité de puissance de l’énergie : le watt.Jeunesse et études de James WattJames Watt est né à Greenock, en Écosse, le 19 janvier 1736. Fils d’un constructeur naval prospère et d’un fabricant d’instruments nautiques, il a appris la plupart de ses connaissances dans l’atelier de son père, où il a commencé à travailler et à fabriquer des instruments mathématiques. Cependant, son principal intérêt a toujours été la machine à vapeur.À l’âge de 18 ans, décidant de poursuivre une carrière de fabricant d’instruments scientifiques, il déménage à Londres en tant qu’apprenti mécanicien. Mais moins d’un an plus tard, il retourne en Écosse pour des raisons de santé.En 1757, il s’installe à Glasgow, alors un grand centre industriel. Il est alors engagé comme réparateur et fabricant d’instruments mathématiques dans le laboratoire de l’université de Glasgow, où il commence à développer divers travaux techniques et scientifiques.Moteur à vapeur et condenseurEn 1763, James Watt ouvre son atelier et est chargé de réparer une machine à vapeur du type Newcomen, la plus avancée de l’époque. Il commence à observer les défauts de la machine créée par Thomas Newcomen.Il remarque notamment que le plus grave défaut de sa machine à vapeur est la perte de grandes quantités de chaleur. Il crée alors le condenseur, qui constituera sa première grande invention. Il s'agit d'un dispositif qui est maintenu séparé du cylindre, mais connecté à celui-ci.Dans le condenseur, la température de la vapeur est maintenue à un niveau bas (environ 37º C), tandis que dans le cylindre, elle reste élevée. Watt cherche ainsi à obtenir un vide maximal dans le condenseur. Il a été le premier à utiliser des manomètres au mercure pour vérifier l’élasticité de la vapeur dans les chaudières.En 1769, il obtient le premier brevet pour son invention. Il s’associe alors à Matehew Boulton, un industriel de Birmingham, avec qui il commence la construction des machines qu’il a conçues. L’ère de la vapeur dans la révolution industrielleLa découverte de James Watt a inauguré l’ère de la vapeur dans la révolution industrielle de l’Angleterre. En son honneur, un timbre a été imprimé avec l’illustration de sa machine à vapeur.Entre 1776 et 1781, James Watt a voyagé dans tout le Royaume-Uni pour installer ses machines dans différentes usines. Très vite, la machine à vapeur mise au point par Watt est adoptée dans les mines, les papeteries, les usines et pour certains moyens de transport.De nouveaux détails ont été perfectionnés jusqu’à ce que le moteur atteigne la forme dans laquelle il a été universellement utilisé à partir de 1785. Watt a également inventé la « presse à copie », une invention utile pour les administrations. Elle permettait à l’origine de copier des documents originaux de la banque et de les conserver dans un registre. James Watt a écrit un article pour la Royal Society of London suggérant que l’eau serait la combinaison de deux gaz, une étude qui sera plus tard confirmée par le scientifique français Antoine Lavoisier.En 1785, il devient membre de la Royal Society of Edinburgh and London, un titre prestigieux. James Watt meurt à Heathfield Hall près de Birmingham, en Angleterre, le 25 août 1819.

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Matière

James Watt

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• 07/03/2021

Charles-Marie Gustave Le Bon est né à Nogent-le-Rotrou, dans le Centre-Val de Loire, le 7 mai 1841. Au moment de sa naissance, sa mère Annette Joséphine Desmarlinais a 26 ans et son père, Jean-Marie Charles Le Bon a 41 ans et travaille comme fonctionnaire régional pour le gouvernement français.Gustave Le Bon est un psychologue, et a également été physicien amateur et sociologue. Il était considéré comme l’un des noms les plus influents dans le domaine de la psychologie, et les sujets qu’il abordait étaient d’une importance fondamentale au 20e siècle. Parmi eux, on retrouve la psychologie de masse, le désordre comportemental, et les théories sur la supériorité raciale.La jeunesse de Gustave Le BonAlors que Le Bon a huit ans, son père obtient un nouveau poste au sein du gouvernement français et la famille quitte Nogent-le-Rotrou pour s’installer à Tours. On connaît peu l’enfance de Gustave Le Bon, si ce n’est qu’il a fait ses études dans un lycée de Tours, où il décroche des résultats exceptionnellement bons.En 1860, il commence des études de médecine à l’université de Paris. Il effectue un stage à l’Hôtel-Dieu et obtient un doctorat en 1866. Dès lors, il se désigne lui-même comme « docteur », bien qu’il n’ait jamais travaillé officiellement comme médecin. Pendant ses années d’université, Gustave Le Bon écrit des articles sur de nombreux sujets médicaux. Gustave Le Bon et les conflitsAprès son diplôme, Le Bon reste à Paris, où il apprend l’anglais et l’allemand en lisant les œuvres de Shakespeare en différentes langues. Il écrit plusieurs articles sur les études physiologiques, ainsi qu’un livre de 1868 sur la reproduction sexuée, avant de rejoindre l’armée française comme médecin officiel après le déclenchement de la guerre franco-prussienne en juillet 1870. Pendant la guerre, Le Bon organise une division d’ambulances militaires. À cette occasion, il observe le comportement des militaires dans les pires conditions possible, et écrit ses réflexions sur la discipline, le leadership et le comportement de l’Homme dans un état de souffrance. Ces réflexions ont été saluées par les généraux, puis étudiées à Saint-Cyr et dans d’autres académies militaires. À la fin de la guerre, Le Bon est nommé chevalier de la Légion d’honneur.Gustave Le Bon a également été témoin de la Commune de Paris de 1871, une période d’insurrection qui a profondément marqué sa vision du monde. Alors âgé de trente ans, il a vu la foule parisienne révolutionnaire mettre le feu au Palais des Tuileries, à la bibliothèque du Louvre, à l’Hôtel de Ville, à la Manufacture des Gobelins, au Palais de Justice et à d’autres monuments irremplaçables.Voyages autour du mondeLe Bon s’est intéressé au domaine de l’anthropologie dans les années 1870 et a voyagé à travers l’Europe, l’Asie et l’Afrique du Nord. Influencé par Charles Darwin, Herbert Spencer et Ernst Haeckel, il soutient le déterminisme biologique et une vision hiérarchique des races et des sexes. Au cours de ses recherches, il invente un céphalomètre portable pour aider à mesurer les caractéristiques physiques des personnes dans les régions éloignées, et publie un article détaillant son invention et ses applications.En 1884, il est engagé par le gouvernement français pour voyager en Asie, afin d’y étudier et de rendre compte de ses études sur les civilisations. Le résultat de ses voyages fut une série de livres, et un développement dans la pensée de Le Bon qui en vint à considérer que la culture est principalement influencée par des facteurs héréditaires, tels que les caractéristiques raciales du peuple. Gustave Le Bon à chevalAu cours de ses voyages, Le Bon a surtout voyagé à cheval et a remarqué que les techniques utilisées par les éleveurs de chevaux variaient selon les régions. Alors qu’il montait un cheval rebelle, il tombe et échappe de justesse à la mort. Curieux de savoir ce qui l’avait poussé à se faire jeter de ce cheval, il décide d’entamer une étude sur ce qu’il avait fait de mal dans son rôle de cavalier. Le résultat de son étude a été un livre, comportant de nombreuses photographies de chevaux en action. Cet ouvrage est devenu un manuel de cavalerie respecté, et Le Bon a extrapolé ces études sur les chevaux pour élaborer des théories sur l’éducation des enfants.Gustave Le Bon, physicien et psychologueLe Bon a construit un laboratoire à domicile au début des années 1890 et, en 1896, il a déclaré avoir observé de la « lumière noire », un nouveau type de rayonnement qu’il croyait distinct, mais qui peut être lié aux rayons X et aux rayons cathodiques. Ce n’était pas le même type de rayonnement que celui que l’on connaît aujourd’hui sous le nom de lumière noire, et son existence n’a jamais été confirmée. Mais l’affirmation de cette découverte a attiré beaucoup d’attention parmi les scientifiques français, dont beaucoup soutenaient les idées générales de Gustave Le Bon sur la matière et les rayonnements. Le Bon a même été nominé pour le prix Nobel de physique en 1903.Ainsi, à partir de 1902, Gustave Le Bon entame une série de déjeuners hebdomadaires auxquels il invite les intellectuels de l’époque. Parmi les participants figuraient les cousins Henri et Raymond Poincaré, Paul Valéry, Henri Bergson, Marcellin Berthelot et même Aristide Briand.Dans son ouvrage « L’Évolution de la Matière » publié en 1905, Gustave Le Bon anticipe l’équivalence masse-énergie. Dans une lettre envoyée à Albert Einstein, il se plaint de son manque de reconnaissance. Einstein répond et admet qu’une équivalence masse-énergie avait été proposée avant la sienne, mais seule la théorie de la relativité le prouva de façon convaincante. En 1908, Gustave Le Bon interrompt ses recherches en physique et se tourne définitivement vers la psychologie. Il se spécialise sur le thème de psychologie des foules et publie de nombreux livres, traduits en plusieurs langues et republiés plusieurs fois jusque dans les années 1920. Gustave Le Bon décède en 1931 à Marnes-la-Coquette, à l’âge de 90 ans.

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Gustave Le Bon

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• 04/11/2020

Georges Lemaître est né le 17 juillet 1894 à Charleroi, en Belgique. Les mathématiques, la physique et la cosmologie sont les matières qu'il affectionne le plus au cours de ses brillantes études au collège des jésuites de Charleroi puis à l'Université Catholique de Louvain.
Il est accepté en 1923 à l'université de Cambridge comme étudiant-chercheur, suite à la rédaction d'un mémoire sur La Physique d'Einstein. Il est ordonné prêtre la même année. Lemaître parviendra toujours à concilier ses aspirations scientifiques et religieuses. Pour lui le commencement de l'Univers et son explication physique et mathématique ne sont pas incompatibles avec l'idée philosophique de création de l'Univers.
Travaillant aux côtés de l'astronome A. Eddington, Lemaître s'intéresse beaucoup à la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein. S'appuyant sur les travaux du savant russe A. Friedmann, Lemaître propose en 1927 le modèle d'un Univers en expansion. C'est une idée révolutionnaire pour l'époque : alors que tout le monde, Einstein compris, imagine un Univers statique, Lemaître le conçoit avec un commencement (une explosion initiale qui s'appellera bientôt le Big Bang), une évolution et peut-être une fin. En 1929 l'astronome E. Hubble confirmera les théories de Lemaître en découvrant par l'observation l'éloignement des galaxies au sein d'un Univers en expansion.
G. Lemaître (à gauche) rencontra Einstein à plusieurs reprises. Crédit Royal Astronomical Society
A la même époque Lemaître émet une nouvelle hypothèse : dans sa théorie de l'atome primitif, destinée à expliquer le commencement de l'Univers, il soupçonne que les évènements qui se sont produits au moment de la naissance de l'Univers ont laissé une trace sous forme d'un rayonnement cosmique. Ce fond diffus cosmologique sera découvert fortuitement en 1965.
A partir de l'entre deux guerres le cosmologiste belge obtient une reconnaissance internationale pour ses recherches. Il rencontre à plusieurs reprises Einstein et on l'invite dans les plus grandes universités. Amené à utiliser des machines à calculer, il en apprend la programmation. Il se spécialise également dans l'étude de la formation des nébuleuses.
Atteint d'une leucémie, il meurt le 20 juin 1966. Quelques mois plus tôt, on lui avait annoncé la découverte du rayonnement fossile (par Penzias et Wilson) qu'il avait imaginé dans les années 30. Un cratère lunaire et un astéroïde portent son nom.
Avec A. Friedmann, G. Lemaître fut le premier à imaginer un Univers en expansion. Crédit Nasa/Hubble Heritage

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Georges Lemaître

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• 17/07/2019

Hubert Cecil Booth est né le 4 juillet 1871 à Gloucester, en Angleterre. Dès l’âge de 18 ans, il entre au Central Technical College, City and Guild de Londres pour y suivre des études de génie civil et de génie mécanique. Après 3 ans d’études, il intègre l’Institut des ingénieurs civils. En 1892, il travaille en tant que dessinateur technique pour un bureau réalisant des ponts et des roues pour les parcs d’attractions. Quelques années plus tard, il quitte son poste pour devenir dessinateur industriel pour la Royal Navy.
Hubert Cecil Booth invente l’aspirateur
En 1900, il a l’idée de mettre au point un aspirateur en voyant une machine chassant la poussière dans un wagon, grâce à un système d’air comprimé. À cette époque, la plupart des machines nettoyant la poussière étaient en effet des systèmes soufflants et non aspirants, et il fallait deux personnes pour les manipuler. Il dépose un brevet le 30 août 1901 pour un aspirateur.
Cependant, en raison du coût élevé de l’électricité et de sa rareté dans les foyers, il commence par proposer des services de nettoyage à domicile, en fondant la British Vacuum Cleaner Company. En 1902, la machine de Booth voit sa notoriété renforcée par une séance de nettoyage à Westminster Abbey. La même année, Booth dirige la construction du Connel Ferry Bridge, qui franchit le Loch Etive, en Écosse. Par ailleurs, il continue à perfectionner son aspirateur en réduisant son volume, et le réserve tout d’abord à un usage industriel. L’entreprise Hoover, qui se plaçait sur le marché des aspirateurs domestiques, ne tarde pas à prendre possession de la société d’Hubert Cecil Booth.
Il décède le 14 janvier 1955, à Croydon, à l’âge de 83 ans. Booth reste connu pour être celui qui a inventé le premier aspirateur à poussière par le vide. Ce système a été largement amélioré durant les décennies qui ont suivi, faisant la fortune de fabricants comme Hoover ou Electrolux.

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Hubert Cecil Booth

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• 04/07/2018

Au début du XXe siècle, Henri Becquerel, Pierre et Marie Curie sont entrés ensemble dans la légende de la radioactivité, et donc dans l’histoire de l’atome. Quels sont les mérites de Becquerel dans cette marche de la science ?
Becquerel, découvreur des « rayons uraniques » (1852-1908)
En cette fin du XIXe siècle, les recherches sur l’histoire de la matière vont faire un bond fulgurant. La spectroscopie introduit un véritable bouleversement dans l’astronomie, la photographie permet en sciences des travaux de détection. L’électricité, avec le tube de Crookes et les rayons cathodiques, va amener à une découverte qui stupéfiera tout le monde, celle des rayons X.
En 1895, Röntgen, physicien allemand, obtient par hasard ce rayonnement surprenant, incompréhensible, qui permet de visualiser l’intérieur du corps humain. En plus de leur succès médiatique, ces rayons vont provoquer de multiples recherches des physiciens.
Une famille qui a le culte de la science
C’est à cette époque de foisonnement intellectuel que commence la carrière de Becquerel. Fils et petit-fils de physiciens et d’Académiciens des sciences, Becquerel est un enfant du sérail. Après des études d’ingénieur, il s’oriente vers la recherche, dans le domaine de l’optique, puis plus précisément vers la polarisation. Ensuite, il étudie les spectres optiques de vapeurs métalliques, enfin l’absorption de la lumière par les cristaux, et soutient sa thèse en 1888. L’année suivante, il est élu à l’Académie des sciences.
En 1891, il commence des cours à l’École polytechnique (dont il est un ancien élève, dans le corps des Ponts et Chaussées). Les deux éditions des cours d'Henri Becquerel ont une dimension humaine incomparable, car il veut transmettre à ses élèves son émerveillement pour la physique, les observations expérimentales et les réalisations techniques.
L’expérience. C’est la découverte du phénomène extraordinaire et inexpliqué que sont les rayons X de Röntgen qui va le mener à la célébrité. En effet, Becquerel se demande si des sels d’uranium, dont il a étudié la fluorescence, pourraient devenir des émetteurs de rayons X. Il imagine qu’une longue exposition de ce minerai au rayonnement solaire va peut-être les faire apparaître. Or, l’expérience n’ayant pu se réaliser durant trois jours de temps pluvieux, quelle n’est pas sa surprise, en développant la plaque photographique support de son sel d’uranium, maintenu trois jours dans un tiroir et recouvert d'un tissu noir, de voir qu'elle est voilée !
L’interprétation. Ces rayons, qui ne peuvent être issus que du sel d’uranium, sont-ils une découverte ? Becquerel peut seulement affirmer que l’uranium émet spontanément ce qu’il nomme le « rayonnement uranique ». Il appela ce phénomène « hyperphosphorescence », et sa découverte, annoncée le 2 mars 1896 à l’Académie des sciences, passe inaperçue.
Néanmoins, il rédige soigneusement une note sur ses observations, notant que des phénomènes d’ionisation de l’air ambiant apparaissent. Il reviendra à Marie Curie, qui choisit cette curieuse communication pour sujet initial de sa thèse de doctorat, de montrer, avec son époux Pierre Curie, inventeur de l’électromètre à quartz piézoélectrique, qu’il s’agissait d’un phénomène plus général qu’elle baptisa radioactivité.
La récompense par un prix Nobel
En 1903, Henri Becquerel, Marie Curie et Pierre Curie sont récompensés tous trois pour cette découverte magistrale qui mène à notre physique moderne.

La Traque des particules élémentaires, de Jacqueline Desselle-Marinacce
Ce livre accompagne, par un hasard heureux, la communication mémorable faite au Cern en juillet 2012, vous mettant ainsi au cœur des évènements qui passionnent nos physiciens des particules à la recherche du boson de Higgs traqué durant plus de quarante ans.
Cliquez pour acheter le livre
Braquant un projecteur sur quelques êtres exceptionnels, cet ouvrage évoque cet inlassable jeu de cache-cache auquel s'amusent depuis près de trois millénaires les Hommes et les particules atomiques. Il débute durant l'Antiquité grecque et se termine par l'interview d'un physicien des particules du Cern.
À la lecture de ce livre, vous vous joindrez ainsi à la cohorte de tous ceux qui se passionnent pour ce monde dans lequel nous sommes immergés, visible ou invisible, des lointaines nébuleuses jusqu'aux quarks du noyau de l'atome...

Sciences

Sciences

Henri Becquerel

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• 09/03/2018

Chimiste, biologiste moléculaire et cristallographe, Rosalind Franklin est célèbre pour ses travaux sur le charbon et les virus. Ses photographies de l’ADN par cristallographie aux rayons X ne sont pas moins célèbres et ont largement contribué à la découverte de la structure à double hélice de la molécule. Son rôle, cependant, n’a pas été récompensé par un prix Nobel.
Rosalind Elsie Franklin naît le 25 juillet 1920 à Notting Hill, à Londres, dans une riche famille juive, Élève brillante, Rosalind Franklin réalise un parcours exemplaire tout au long de sa scolarité. Elle a la chance d’intégrer à 11 ans le St Paul’s Girls’ School, un des seuls établissements de Londres où la physique et la chimique sont enseignées aux jeunes filles. Là, elle montre ses talents pour ces matières, ainsi que pour le latin et le français, qu’elle apprendra à parler couramment. En 1938, elle passe avec brio son examen de fin de scolarité et obtient une bourse universitaire.
Rosalind Franklin est née en 1920 dans une famille influente. Son père était banquier d'affaires et professeur au Working Men’s College, un des premiers établissements de formation continue du Royaume-Uni et d’Europe, dont il deviendra ensuite le vice-principal. © A Other, Flickr
En cette première moitié du XXe siècle marquée par la montée du nazisme et la guerre, la vie de Rosalind Franklin est influencée par ces évènements. Sa famille accueille des jeunes réfugiés juifs fuyant l’Allemagne et l’Europe de l’est grâce au programme de secours Kindertransport (transport d’enfants, en allemand). Son père lui intime de céder sa bourse universitaire à un réfugié, ce qui n’empêchera pas Rosalind Franklin d’intégrer le Newham College, à l’université de Cambridge, afin d’y étudier la chimie.
Elle obtient son PhD en 1945 pour ses travaux sur la porosité du charbon, qui contribueront à la classification des charbons et permettront de déterminer leur intérêt industriel en ce contexte de guerre, notamment dans la production de carburants et de masques à gaz.
Les photographies historiques de l’ADN aux rayons X
Après la guerre, Rosalind Franklin se rend en France grâce à une réfugiée nommée Adrienne Weill, ancienne étudiante de l’université Pierre et Marie Curie, qu’elle avait rencontrée à Cambridge. En 1947, elle a l’opportunité d’entrer au Laboratoire central des services chimiques, à Paris, où elle se forme à la cristallographie aux rayons X, aussi appelé diffractométrie aux rayons X, aux côtés de Jacques Mering, spécialiste du domaine. Elle se sert de ces nouvelles connaissances pour poursuivre ses recherches sur le charbon, notamment sur le passage du charbon au graphite.
De retour à Londres, Rosalind Franklin intègre le King’s College en 1951. Affectée au département de biophysique, elle met à profit son expertise en cristallographie aux rayons X pour étudier l’ADN. Elle vient alors prêter main forte à Maurice Wilkins et Raymond Gosling, un doctorant, qui avaient déjà effectué des travaux de diffraction sur cette molécule, en améliorant considérablement la technique utilisée. Mais des tensions s’installent entre Franklin et Wilkins…
Dans ce contexte, Rosalind Franklin et Raymond Gosling découvrent les deux conformations de la molécule d’ADN, qu’elle nommera A et B. Les deux chercheurs réalisent également de superbes clichés de l’ADN par diffractométrie aux rayons X, qui permettront d’identifier la structure à double hélice. Ainsi, en 1953, Rosalind Franklin arrive à la conclusion que les deux conformations de l’ADN présentent une telle structure et commence à les décrire dans des articles scientifiques.
Les clichés de l’ADN obtenus par cristallographie aux rayons X ont contribué à révéler la structure à double hélice de la molécule. © I. C. Baianu et al., 1994, Wikimedia Commons
Les travaux de Rosalind Franklin ont été écartés
Au King’s College, Maurice Wilkins poursuit ses recherches sur l’ADN B en parallèle des travaux de Rosalind Franklin, de même que James Watson et Francis Crick à l’université de Cambridge. Ces derniers s’appuient largement sur les découvertes effectuées par Rosalind Franklin et Maurice Wilkins pour construire un modèle moléculaire de l’ADN.
En mars 1953, Rosalind Franklin quitte le King’s College pour le Birckbeck College. Ses travaux sur l’ADN sont alors aboutis, mais ils doivent rester au King’s College, sur ordre du directeur. De leur côté, James Watson et Francis Crick publient leur modèle dans Nature en avril 1953. Les travaux antérieurs de Rosalind Franklin et Maurice Wilkins ne seront publiés que plus tard, comme en soutien au modèle de Crick et Watson.
Par un concours de circonstances, Rosalind Franklin sera ainsi écartée de la découverte de la structure à double hélice de l’ADN. Les tensions avec les autres chercheurs, d’une part, et sa position sceptique et prudente envers le modèle proposé par Crick et Watson, sont un début d’explication. Maurice Wilkins, James Watson et Francis Crick ont quant à eux accepté de collaborer. Il apparaît aussi que les travaux de Rosalind Franklin ont été utilisés à son insu après son départ du King’s College.
Rosalind Franklin a étudié les virus de la mosaïque du tabac, infectant les plants de tabac, par diffractométrie aux rayons X. On les voit ici, ces virus, teintés aux métaux lourds pour être rendus visibles au microscope électronique à transmission. Grossissement 160.000. © Wikimedia Commons
Disparue avant un possible Nobel
Au Birckbeck College, Rosalind Franklin entame des recherches sur l’ARN et sur les virus. Elle étudie notamment le virus de la mosaïque du tabac, toujours par diffractométrie aux rayons X. Elle découvre notamment que tous les virus de ce type ont la même longueur et qu’ils possèdent un unique brin. Par la suite, elle travaille également sur le virus de la mosaïque du concombre, le virus de la mosaïque jaune du navet, puis s’intéresse aux virus affectant les animaux et commence à étudier la structure des poliovirus (voir ses publications).
Dès 1956, la santé de Rosalind Franklin se dégrade en raison d’un cancer de l’ovaire. Après plusieurs traitements, elle décède finalement le 16 avril 1958 à Chelsea, à Londres, à seulement 38 ans.
En 1962, ses collègues James Watson, Francis Crick et Maurice Wilkins obtiennent le prix Nobel pour la découverte de la structure à double hélice de l’ADN. Rosalind Franklin, malgré son rôle primordial, ne sera malheureusement pas récompensée. Au-delà des tensions existant entre les chercheurs du vivant de Rosalind Franklin, cet « oubli » vient aussi du fait que le prix Nobel ne peut être attribué à titre posthume.

Santé

Génétique

Rosalind Elsie Franklin

personnalité

• 08/03/2018

Subrahmanyan Chandrasekhar : l'un des grands maîtres de l'astrophysique théorique du XXe siècle, il était doté d'un incroyable talent et a obtenu le Prix Nobel de physique en partie pour ses travaux sur la structure stellaire et sa découverte, avant 22 ans, d'une masse limite maximale pour la stabilité des naines blanches.
Subramanyan Chandrasekhar
Chandra, comme il aimait être appelé, avait de qui tenir. Il était en effet le neveu du prix Nobel de physique Chandrasekhara Venkata Raman, lauréat en 1930. Issu d'une famille de brahmans originaire du Tamil Nadu, il vit le jour à Lahore, aujourd'hui situé au Pakistan, le 19 octobre 1910. Doté de capacités exceptionnelles, il eut en plus la chance de bénéficier très jeune d'une éducation soignée et adaptée à sa précocité.
Alors qu'il terminait ses études au Presidency College de Madras, maintenant appelé Chennai, il maîtrisait déjà le livre de Sommerfeld sur la vieille théorie des quanta. Le hasard ayant voulu que le même Sommerfeld vienne à ce moment-là faire une série de conférences en Inde, ce fut un choc pour le jeune Chandra, alors âgé de seulement 17 ans, d'apprendre par la bouche du maître que ce qu'il avait appris était maintenant dépassé avec la découverte de la mécanique quantique par Heisenberg et Schrödinger. Sommerfeld le rassura tout de suite. S'il avait pu assimiler son livre, il était parfaitement armé pour assimiler la nouvelle mécanique, et il lui donna avant de partir un de ses articles portant sur l'application de la toute nouvelle statistique de Fermi-Dirac sur les gaz d'électrons. Comme on le verra, cela aura une influence décisive sur sa vie.
Bien évidemment, Chandrasekhar n'eut aucun problème pour décrocher une bourse spéciale du gouvernement de l'Inde de l'époque pour partir compléter ses études universitaires à Cambridge en Angleterre. C'était déjà la Mecque de l'astrophysique théorique, à cause, notamment, de l'astrophysicien Arthur Stanley Eddington qui s'était illustré par ses travaux sur la relativité générale d'Einstein et la structure des étoiles. Il y a en effet un ensemble d'équations de base pour décrire une étoile qui porte son nom et il était le chef de l'expédition de 1919 ayant vérifié, grâce à une éclipse de Soleil, les prédictions de la théorie d'Einstein, sans parler de ses travaux sur l'unification de la gravitation relativiste avec l'électromagnétisme.
Eddington
Chandra décrocha en 1933, à 22 ans, un doctorat sous la direction de R. H. Fowler, lequel avait été l'un des premiers à appliquer la statistique de Fermi-Dirac à un gaz d'électrons dégénérés pour comprendre la densité impressionnante des naines blanches, comme l'étoile Sirius B. Chandrasekhar décida utiliser la relativité restreinte pour affiner les calculs de son directeur de thèse.
Ralph Fowler
De façon incroyable, il en émergea une masse maximale pour une naine blanche, limite au-delà de laquelle une étoile, ayant épuisé ses sources d'énergies internes contrebalançant la gravité, devait s'effondrer sans retour.
Comparaison de la taille d'une naine blanche avec celle de la Terre. © Richard Pogge
Bien que reconnaissant la valeur des travaux de Chandra, et sans doute pour le traiter comme un égal, Eddington s'opposa alors publiquement aux conclusions de Chandrasekhar. La conclusion de celui-ci est restée célèbre : « Je pense qu'il doit exister une loi de la nature qui empêche une étoile de se comporter de façon aussi absurde ».
Pendant longtemps, la communauté des astrophysiciens, pour qui Eddington était un dieu vivant, est donc restée fermée aux conclusions de Chandra qui n'était ni plus ni moins que la prédiction de l'existence de ce qui sera appelé plus tard un trou noir !
Il chercha de l'aide auprès de Bohr, Rosenfeld et Pauli qui, tout en le rassurant sur la solidité de ses conclusions et en lui affirmant qu'Eddington se trompait, ne firent rien pour le soutenir publiquement. Découragé, Chandra envisagea même d'abandonner l'astrophysique pour se tourner vers la toute jeune électrodynamique quantique que Paul Dirac, lui aussi à Cambridge et dont il était devenu l'ami, était alors le principal créateur avec Heisenberg, Pauli et Fermi. Au bout de deux mois de travail, il dut cependant se rendre à l'évidence : son talent incontestablement supérieur se brisait devant le génie de Dirac.
Il décida alors de se consacrer à l'astrophysique newtonienne, malgré les recommandations de Dirac pour qui l'avenir proche de l'astrophysique résidait dans la relativité générale. Comme il le fit remarquer plus tard, à la suite de ses travaux extraordinaires sur les étoiles relativistes et la théorie des perturbations des trous noirs à partir du milieu des années 1960, il lui aura fallu 30 ans pour comprendre que Dirac avait raison.
Il émigra alors aux États-Unis, un poste lui ayant été offert à l'université de Chicago en 1937. C'est à cette période que Chandra prit une habitude qui contribua à assurer sa prééminence sur les autres astrophysiciens. Il abordait un sujet de recherche sur lequel il travaillait de façon presque exclusive pendant six à dix ans environ et il écrivait à la fin un traité rigoureux et complet sur le sujet à partir de son propre point de vue. Laissant l'ouvrage à la postérité, il entrait alors dans un nouveau champ de recherche et répètait le processus.
Voit donc le jour en 1939 le premier de ces traités, Introduction to the Study of Stellar Structure. En suivront à peu près une dizaine, comme Principles of stellar dynamics en 1943.Chandrasekhar y établit, par exemple, une formule célèbre sur l'influence des forces de « frottements » gravitationnelles qu'exercent une population d'étoiles dans une galaxie ou un amas stellaire sur les étoiles les composants. À cette occasion, il travailla avec John Von Neumann et fut l'auteur d'un article célèbre sur la mécanique statistique des processus stochastiques en astrophysique (mouvements browniens, évaporation des étoiles dans les amas stellaires, etc.)
Le travail dont il fut le plus fier est probablement celui portant sur le transfert radiatif, essentiellement pour la théorie des atmosphères stellaires. Il en sortira en 1950 Radiative transfert.
Collègue de Fermi à l'université de Chicago, il débutera avec lui des études sur la toute nouvelle science de la magnéto hydrodynamique, plus généralement il étudiera les problèmes de stabilité en mécanique des fluides que ce soit sous l'action de la chaleur ou d'un champ magnétique. C'est important pour comprendre l'origine des champs magnétiques des astres comme celui de la Terre par effet dynamo et même l'influence de ces champs sur les particules dans les galaxies. Un sous-produit de cette collaboration est le mécanisme de Fermi pour l'accélération des rayons cosmiques. On notera aussi, en liaison avec ce travail, le développement d'une théorie de la turbulence issue des travaux de Heisenberg et ses études sur la convection thermique, aussi bien à l'intérieur des étoiles qu'à l'intérieur de la Terre.
Le point culminant de ces travaux sera la publication en 1961 de Hydrodynamic and hydromagnetic stability.
© DR
Le début des années 1960 est marqué par la renaissance de la théorie de la relativité générale suite à la découverte des quasars et du rayonnement fossile vestige du Big Bang. Avec toute la force de la maturité, Chandrasekhar se lança alors dans l'étude de la théorie des étoiles relativistes et de leur stabilité, rédigeant une suite d'articles impressionnants aux démonstrations mathématiques monstrueuses. Mais ils ne seront jamais rassemblés en un traité, si l'on excepte Ellipsoidal figures of equilibrium en 1968, qui y trouve son inspiration. Chandrasekhar ne tarda pas à aborder l'étude de la théorie des trous noirs, sujet devenu respectable cette année-là suite à la découverte des étoiles à neutrons. Il décida de tirer au clair toutes les questions de stabilité et de perturbation en liaison avec les trous noirs, une fois encore ses capacités impressionnantes éblouirent tout le monde.
Utilisant le formalisme de Newman-Penrose, il établit solidement la théorie des perturbations des trous noirs de Kerr et Schwarzschild. Découvrant qu'il avait été le premier à prédire leur formation, la jeune génération des astrophysiciens de la fin des années 1960 sur les campus Californiens écouta alors avec attention le sage venu de l'Inde et dont plusieurs étudiants étaient déjà devenus des Prix Nobel comme les chinois Tsung-Dao Lee et Chen Ning Yang. Malgré ses presque 70 ans, il résumera tous ses travaux dans The mathematical theory of black holes en1983 et décrochera la même année le Prix Nobel de physique avec William Fowler, ce dernier pour ses travaux sur l'astrophysique nucléaire. Chandra sera malgré tout désappointé de n'obtenir ce prix que pour ses premiers travaux, et pas sur ceux portant sur l'astrophysique relativiste dont Kip Thorne considère qu'il en est le principal contributeur.
Chandra après 1970
Il meurt à 84 ans le 21 août 1995 à Chicago aux États-Unis, non sans avoir poursuivi des travaux importants sur les collisions d'ondes planes en relativité générale et les pulsations non radiales des étoiles. Vers la fin de sa vie, il était aussi devenu impressionné par les travaux de Newton dont il a donné une relecture moderne dans Newton's Principia for the common reader.
Sa veuve Lalitha, qu'il avait connue alors qu'elle étudiait les sciences avec lui à Madras, est décédée en 2013, à 102 ans.
Le 23 Juillet 1999, la Nasa lança le satellite d'observation en rayons X baptisé « Chandra » en son honneur.
Quelques liens intéressants :
Biographie de l'académie des sciences US.Conférence Nobel
Liste de quelque uns de ses traités :
1. An Introduction to the Study of Stellar Structure (1939, University of Chicago Press; reprinted by Dover Publications, Inc., 1967).
2a. Principles of Stellar Dynamics (1943, University of Chicago Press; reprinted by Dover Publications, Inc., 1960).
2b. 'Stochastic Problems in Physics and Astronomy', Reviews of Modern Physics, 15, 1 - 89 (1943); reprinted in Selected Papers on Noise and Stochastic Processes by Nelson Wax, Dover Publications, Inc., 1954.
3. Radiative Transfer (1950, Clarendon Press, Oxford; reprinted by Dover Publications, Inc., 1960).
4. Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability (1961, Clarendon Press, Oxford; reprinted by Dover Publications, Inc., 1981).
5. Ellipsoidal Figures of Equilibrium (1968; Yale University Press).
6. The Mathematical Theory of Black Holes (1983, Clarendon Press, Oxford).
Le prix Nobel lui fut attribué essentiellement pour les travaux présents dans les articles suivants :
'The highly collapsed configurations of a stellar mass', Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 91, 456-66 (1931).
'The maximum mass of ideal white dwarfs', Astrophys. J., 74, 81 - 2 (1931).
'The density of white dwarfstars', Phil. Mag., 11, 592 - 96 (1931).
'Some remarks on the state of matter in the interior of stars', Z. f. Astrophysik, 5, 321-27 (1932).
'The physical state of matter in the interior of stars', Obseroatoy, 57, 93 - 9 (1934)
'Stellar configurations with degenerate cores', Observatoy, 57, 373 - 77 (1934).
'The highly collapsed configurations of a stellar mass' (second paper), Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 95, 207 - 25 (1935).
'Stellar configurations with degenerate cores', Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 95, 226-60 (1935).
'Stellar configurations with degenerate cores' (second paper), Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 95, 676 - 93 (1935).
'The pressure in the interior of a star', Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 96, 644 - 47 (1936).
'On the maximum possible central radiation pressure in a star of a given mass', Observatoy, 59, 47 - 8 (1936).
'Dynamical instability of gaseous masses approaching the Schwarzschild limit in general relativity', Phys. Rev. Lett., 12, 114 - 16 (1964); Erratum, Phys. Rev. Lett., 12, 437 - 38 (1964).
'The dynamical instability of the white-dwarf configurations approaching the limiting mass' (with Robert F. Tooper), Astrophys. J., 139, 1396 - 98 (1964).
'The dynamical instability of gaseous masses approaching the Schwarzschild limit in general relativity', Astrophys. J., 140, 417 - 33 (1964).
'Solutions of two problems in the theory of gravitational radiation', Phys. Rev. Lett., 24, 611 - 15 (1970); Erratum, Phys. Rev. Lett., 24, 762 (1970).
'The effect of graviational radiation on the secular stability of the Maclaurin spheroid', Astrophys. J., 161, 561 - 69 (1970).
Publications de Chandrasekhar.

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Subrahmanyan Chandrasekhar

personnalité

• 19/10/2017

C’est dans une famille modeste mais très unie que naît Pierre Curie en 1859, trois années après son frère Jacques. Leur père est fils de médecin et voue un véritable culte à la science. Mais à cette époque elle nourrit fort peu son homme et il devra, au lieu de se livrer à la recherche qui le captive, exercer la médecine pour subvenir aux besoins de sa famille… La mère de Pierre, fille d’industriels ruinés, gaie et active, fait régner une ambiance familiale douce et conviviale, dans cette maison située dans un jardin plein de fleurs. Beaucoup d’amis y viennent le dimanche et on discute alors beaucoup ; on joue aussi aux échecs, aux boules...
Pierre fait partie de cette catégorie d’enfants qui s’attachent à une idée et l’approfondissent, oubliant alors le monde extérieur. Aussi le système scolaire traditionnel ne lui convient guère. Ses parents décident donc de ne pas le mettre à l’école et de s’occuper eux-mêmes de son éducation. Dans une atmosphère de grande liberté, il a alors la chance d’être souvent en contact avec la nature, observant la faune qui habite les ruisseaux et les mares, grenouilles, tritons et libellules et d’étudier la végétation environnante avec une passion qu’il manifestera tout au long de sa courte vie.
En 1871, quand Pierre a 12 ans, éclate à Paris l’insurrection de la Commune où des artisans et des ouvriers constituent pendant quelques jours un gouvernement autonome ; une barricade est édifiée près du logement de la famille. Aussi le père de Pierre est-il amené à établir une « ambulance » dans sa maison pour soigner les blessés. Ses fils l’aident et cet épisode douloureux les marquera profondément.
La jeunesse prometteuse de Pierre
Pierre a maintenant 14 ans et ses parents le confient à un professeur pour lui apprendre les mathématiques et le latin. À partir de là tout va très vite ! Ses progrès sont extrêmement rapides et il découvre tout seul les propriétés des déterminants cubiques, montrant son génie ! C’est avec une grande aisance qu’il devient bachelier à 16 ans.
Il peut maintenant se consacrer aux études scientifiques de son choix. Le voilà licencié en sciences physiques à 18 ans et nommé à 19 ans préparateur à la faculté des sciences de Paris. Cette tâche va l’absorber durant cinq années, durant lesquelles il va se livrer à ses premières expériences.
Il est très lié à son frère Jacques, tant par leur intérêt pour les sciences que par leur goût pour la nature. Tous deux multiplient randonnées et excursions accompagnées de baignades dans cette campagne parisienne qu’ils aiment tant.
Pierre et Marie Curie, leur fille aînée Irène et son mari Frédéric Joliot-Curie. © Musée Curie, DR
Les premiers pas dans le domaine de la science
Et c’est ensemble que les deux frères vont découvrir le phénomène de la piézo-électricité. Ils sont tous deux passionnés par l’étude des cristaux, ces magnifiques exemples de la symétrie dans la nature. Ils imaginèrent, puis vérifièrent que si l’on comprime un cristal, il peut apparaître une tension électrique entre deux de ses faces. Inversement, et ceci fut très difficile et minutieux à réaliser, si l’on soumet deux faces d’un cristal à une tension électrique, il peut se déformer, très faiblement. Ils firent une étude comparative de cristaux de blende, de quartz, de tourmaline, de topaze entre autres. Cette belle recherche, grâce aux ingénieux frères Curie, ne resta pas cantonnée dans le laboratoire ; ils en proposèrent diverses utilisations possibles, et la « balance piézo-électrique » fut présentée en 1885 à l’Exposition d’électricité à l’observatoire, puis commercialisée dès 1890. (Plus tard, cet appareil servira opportunément à Pierre et Marie Curie pour mesurer le pouvoir ionisant de substances radioactives que Marie venait de découvrir.)
Une application importante de la piézo-électricité est celle réalisée avant la Première Guerre mondiale grâce à Paul Langevin, grand mathématicien élève puis ami de Pierre Curie. Celui-ci a l’idée d’utiliser les phénomènes piézo-électriques pour produire et déceler les ultra-sons dans l’eau. Ses « projecteurs ultrasonores », ancêtres de nos sonars, permettent d’étudier les obstacles en mer ; cette découverte sera très vite appliquée efficacement pendant la guerre de 14-18 : elle permettra à l’Angleterre de lutter contre les sous-marins allemands qui lui imposaient alors un véritable blocus !
La piézoélectricité, nous le savons, est de nos jours à la base du principe de fonctionnement des montres à quartz où une pile alimente un petit circuit qui stimule une plaquette de cristal de quartz ; cela peut aboutir à exciter un micromoteur électrique, lequel commande à son tour des aiguilles ou un système d’affichage à cristaux liquides.
C’est grâce à ce phénomène que les deux frères vont, en 1880, construire le fameux « électromètre Curie », qui va bien servir à Marie Curie par la suite…
La belle collaboration des frères Curie, féconde en applications techniques, est sur le point de se terminer. En 1883, Jacques est nommé maître de conférences à Montpellier et Pierre, chef de travaux à l’École de physique et chimie de Paris. L’affection qui les lie restera intacte mais leurs chemins vont diverger…
Le professeur, à l’École de physique et chimie
Pierre va rester 22 ans à l’École de physique, où il devient professeur en 1881. Au début de son enseignement, il est presque aussi jeune que ses élèves, dont il est très aimé. Il s’attarde souvent avec eux pour de longues conversations au sujet de leurs recherches. On raconte qu’un soir, n’ayant pas vu passer le temps, tous se trouvèrent enfermés dans l’école ; et c’est par un tuyau qu’ils durent descendre le long de la façade, à la « queue leu leu », d’une fenêtre du bâtiment jusqu’à la rue...
Pendant ce temps, Pierre continue ses recherches sur les cristaux et la symétrie cristalline et publie en 1884 un mémoire sur ce sujet. De tous ces travaux émerge une grande idée : « le principe de symétrie » (qu’il énoncera définitivement en 1893 et 1895).
La nature nous permet d’observer la notion de symétrie à travers la forme des plantes et des animaux ; mais les cristaux nous offrent un domaine infini d’étude sur les plans et les axes de symétrie. Le génie, et ce mot n’est pas trop fort, de Pierre Curie est d’avoir donné à cette notion une très grande portée, atteignant un très grand degré d’abstraction qui lui confère une grande généralité.
Pierre Curie dans l’histoire du magnétisme
C’est en 1891 que Pierre Curie commence ses travaux sur le magnétisme, domaine qu’il va réactiver. Si les débuts de l’intérêt pour les mystérieux phénomènes du magnétisme remontent sans doute aux Chinois, un millénaire avant notre ère, observant non seulement les phénomènes d’attraction de la pierre d’aimant mais aussi les propriétés que celle-ci confère à certains corps après un contact étroit, il faut néanmoins constater que les premières réflexions élaborées connues sont dues à Thalès de Milet, précurseur des atomistes, au VIe siècle av. J.-C. dans ce merveilleux site de l’Ionie, belle colonie grecque en Asie Mineure, ce mathématicien propose une approche scientifique de la nature. Thalès fut ainsi le premier observateur des forces à distance. Aristote nous évoque ses expériences sur la pierre d’aimant, réalisées en Magnésie, province de Thessalie, rapportant l’attraction subie par les chaussures cloutées des bergers paraissant coller aux parois des rochers qu’ils gravissaient. Certes, les Chinois, au cours du même millénaire font une utilisation empirique de la pierre d’aimant, essentiellement pour des orientations de palais ou de tombes et inventent une boussole rudimentaire pour la navigation.
Mais il faudra attendre un demi-millénaire pour trouver les premiers écrits sur ce sujet en Chine, en 1088, puis en Europe en 1190, et dans le monde arabe en 1202, où apparaissent des textes, encore très descriptifs et pragmatiques. La fragile boussole est alors un morceau de magnétite posée sur un fétu de paille flottant sur de l’eau. Il reviendra aux Italiens d’avoir imaginé de positionner le morceau d’oxyde de fer sur un pivot, et d’enfermer le tout dans une petite boite, une « bussola ». Et il faudra attendre encore trois siècles pour que son utilisation se généralise, car tout ce qui entoure cet appareil de mesure reste un secret jalousement gardé par les capitaines de navire…
C’est sans conteste au français Pierre de Maricourt que nous devons le premier traité sur la « pierre d’aimant » (nom que prend désormais le minerai contenant de l’oxyde de fer), dans une lettre en latin datée du 8 août 1269, écrite à un ami soldat. Pensant que le magnétisme est dû à la voûte céleste, il taille une pièce aimantée en forme de sphère ; observant longuement les positions prises par une petite aiguille sur cette sphère où il tracera par tâtonnements des méridiens, il détermine l’existence de deux pôles, qui s’attireront ou se repousseront. Son traité fondateur « Epistola de magnete » sera repris au XVIe siècle par William Gilbert, médecin de la reine d’Angleterre Élisabeth I, qui en 1600 publie le résultat de vingt années de recherche, en un livre qui est un véritable traité du magnétisme terrestre « de Magno Magnete Tellure », réduisant à néant l’idée tenace de l’influence de l’étoile Polaire sur les phénomènes magnétiques. En une véritable fulgurance, il avance l’influence de la chaleur sur les propriétés magnétiques du fer (idée qui sera reprise trois siècles plus tard par Pierre Curie).
L’étude quantitative du magnétisme commence au XVIIIe siècle avec la « balance de torsion » construite par Coulomb qui lui permet de déterminer que les forces s’exerçant entre deux aimants sont inversement proportionnelles au carré de la distance qui les sépare.
Vint ensuite, en 1820, sous le signe de la sérendipité, l’observation d’Œrsted relative à la déviation d’une aiguille aimantée placée fortuitement près d’un fil métallique parcouru par un courant électrique, qu’il ne sut interpréter mais qui lui permit de relier magnétisme et électricité. L’élaboration de la théorie de ce phénomène revint à Ampère, qui fit émerger le concept d’électromagnétisme et attribuera à la matière un « moment magnétique » sous la forme d’un petit circuit électrique. Enfin, après la longue série d’expériences de Faraday et sa découverte de l’induction électromagnétique vient Maxwell qui, en 1860, propose une théorie générale unificatrice et introduit la notion fondamentale de « champ magnétique ».
Il revient à Pierre Curie d’initier une théorie moderne du magnétisme. Dès 1895, dans sa thèse de doctorat, il énonce ce qui deviendra « la loi de Curie » ; il définit « le point de Curie », à savoir que les propriétés magnétiques d’un corps dépendent de sa température (disparition des propriétés magnétiques à 774 °C pour le fer, à 372 °C pour le nickel, 1.131 °C pour le cobalt). Il précisera les notions de ferromagnétisme, de paramagnétisme et de diamagnétisme. Il introduira la notion de susceptibilité magnétique, qu’il trouva inversement proportionnelle à la température absolue T.
Cette notion sera interprétée par la suite par son jeune élève puis ami Paul Langevin évoquant la nature microscopique du magnétisme. Ce dernier avancera que les propriétés magnétiques d’une substance seraient dues aux petits aimants constitués par des électrons de leurs atomes, en mouvement sur une orbite fermée, ce qui leur confère un moment magnétique atomique. C’est en utilisant la physique statistique de Boltzmann que Langevin réussit à retrouver théoriquement la loi empirique de Curie. Plus tard, le brillant et intuitif Pierre Weiss avancera dès 1906 l’idée de « domaines magnétiques » dans les matériaux ferromagnétiques permettant d’étendre aux substances ferromagnétiques la théorie de Langevin relative au paramagnétisme. Avec ses travaux approfondis s’instaurera la « loi de Curie-Weiss », forme particulière de la loi de Curie pour certaines substances paramagnétiques. Cela permettra à Weiss d’intégrer le magnétisme dans le cadre général de la physique. Puis viendra le prodigieux Néel, Prix Nobel pour ses découvertes à propos de l’antiferromagnétisme et du ferrimagnétisme. Et la brillante cohorte initiée par Pierre Curie continue à tracer son sillon de nos jours avec Albert Fert, Prix Nobel de physique en 2007, l’intitulé étant : « Pour la découverte de la magnétorésistance géante », mise en évidence en 1988. Avec l’essor des nanotechnologies, un nouveau domaine de recherche émerge, la spintronique dont le champ parait vaste, et se diversifie constamment, le public bénéficiant des avancées technologiques de plus en plus fabuleuses transformant notre quotidien…
Le physicien Pierre Curie et Marie Curie, sa brillante élève et sa femme. Ensemble, ils ont découvert le radium et le polonium et ont fait des recherches approfondies sur la radioactivité. © Jarould, Wikimedia commons, DP
Printemps 1894 : rencontre avec Marie Sklodowska
Un soir de printemps 1894, une jeune étudiante polonaise est présentée à Pierre Curie lors d’une réunion amicale réunissant quelques scientifiques. Maria Sklodowska écrira plus tard : « lorsque j’entrais, Pierre Curie se tenait dans l’embrasure d’une porte-fenêtre donnant sur le balcon… Je fus frappée par l’expression de son regard clair… Son élocution plutôt lente, réfléchie, sa simplicité et son sourire, à la fois grave et juvénile, inspiraient confiance. » Maria est arrivée en France en 1891, animée d’une grande passion pour la science. Inscrite en Sorbonne (elles sont 23 filles sur 1.825 étudiants…), cette travailleuse opiniâtre est la première femme à être reçue en tête des lauréats de la licence de sciences physiques et prépare ensuite une licence de mathématiques. Car elle a pris conscience de sa vocation, la recherche, et postule pour un accès dans les laboratoires.
Elle s’est vue confier par le Professeur Lippmann, (qui sera Prix Nobel en 1908 pour son invention de la photographie couleur) une étude sur les propriétés des aciers… mais sans laboratoire à sa disposition ! C’est alors qu’un ami polonais lui propose de chercher une aide auprès de Pierre Curie, déjà célèbre pour ses travaux sur le magnétisme. Et c’est la rencontre de ces deux êtres exceptionnels ! Lui qui ne vit que pour consacrer sa vie à la science aperçoit une femme qui peut cheminer à ses côtés dans la voie laborieuse qu’il s’est tracée. En juillet 1895, la jeune Polonaise devient Marie Curie.
Un couple fusionnel
On a longtemps fait apparaître Marie comme l’assistante de Pierre, dans cette formidable aventure de la découverte de la radioactivité, en 1898. C’est oublier que revient à Marie que la lente recherche initiale sur la découverte des « rayons uraniques » de Becquerel, grâce il est vrai à « l’électromètre à quartz », inventé par les frères Curie, instrument providentiel ! C’est elle qui fait les expériences décisives sur la pechblende, qui semblent prouver que ce minerai en contient un encore plus actif que l’uranium et le thorium, présent en quantité très faible, ce qui expliquerait que ce nouvel élément ait échappé jusque-là au monde scientifique. C’est ignorer que c’est elle qui osera penser que le rayonnement provient de l’atome lui-même, quelles que soient les conditions expérimentales de température, de pression. Et c’est elle qui, plus tard, après 45 longs mois de labeur maintes fois décrits, dans des conditions de travail surhumaines, isolera un décigramme de radium pur. Mais il est vrai aussi que, après la communication faite le 12 avril 1898 sous le nom de Marie Sklodowska-Curie, présentée à l’Académie des sciences par le Professeur Gabriel Lippmann, et passée inaperçue, le couple se rend compte qu’ils sont en présence d’un événement extraordinaire.
Aussi, le 14 avril, Pierre abandonne ses propres recherches et tous deux entament un deuxième carnet où leurs écritures vont se mêler quotidiennement. Le 3 juillet, ils arrivent à un échantillon qui a une activité 400 fois plus forte que l’uranium, qu’ils nomment polonium, en hommage au pays natal de Marie. Pendant cet été de vacances, les effets sournois de la radioactivité vont commencer à se manifester… Et germe en eux l’idée qu’il y a un deuxième élément inconnu dans les résidus de pechblende.
On connaît la suite des événements : la difficile recherche par Marie, à partir de deux tonnes de pechblende, dans un vieux hangar délabré aboutira à la mise en évidence du radium, qui supplantera le polonium, car il est un million de fois plus actif que l’uranium…
Pierre et Marie Curie avec leur fille Irène vers 1903. © Ève Curie : Madame Curie. S. 259, Wikimedia commons, DP
La communauté scientifique s’engouffre derrière les travaux des Curie et de ceux qui les ont rejoints. La nouvelle science est exposée lors de la soutenance de la thèse de Marie Curie, le 25 juin 1903, devant un parterre de savants venus du monde entier. Dorénavant, journalistes et admirateurs ne laissent plus de repos aux époux Curie. La consécration officielle arrivera de Stockholm le 10 décembre de la même année : le Prix Nobel de physique est attribué pour moitié à Becquerel et pour moitié aux époux Curie. Si Becquerel se rend en Suède, les époux Curie, exténués par les radiations, ne se rendront que le 6 juin 1905 dans la capitale suédoise pour recevoir leur prix…
À leur arrivée dans la salle de réception du palais royal, on dirige Marie vers l’assistance, tandis que Pierre est entrainé vers l’estrade, ceci accréditant hélas pour longtemps l’idée que Marie Curie n’a été que l’assistante de son époux… Le discours de Pierre Curie, demeuré célèbre, nous alerte sur les dangers que peut-être représentent les forces de l’atome : « On peut concevoir que, dans des mains criminelles, le radium puisse devenir dangereux, et l’on peut se demander si l’humanité a avantage à connaître les secrets de la Nature, si elle est mûre pour en profiter ou si cette connaissance ne lui est pas nuisible… »
Le couple Pierre et Marie Curie n’a plus que quelques mois devant lui. Le 19 avril 1906, le physicien, sans doute distrait, et toujours très fatigué par la radioactivité, traverse devant un « camion », c’est-à-dire un attelage de deux gros percherons ; il tente de se raccrocher à la bride d’un des chevaux, glisse sur le pavé mouillé, évite les deux premières roues, mais n’échappe pas aux roues arrière. Il avait 48 ans ; il laisse Marie seule avec leurs deux filles, Irène, la future madame Joliot-Curie, et Ève, qui n’a pas deux ans.
Réflexions sur la carrière de Pierre Curie
On ne peut que s’étonner qu’un esprit de l’envergure de Pierre Curie n’ait pas eu en France davantage et plus tôt la reconnaissance de ses mérites. Il aura passé sa vie à réclamer l’attribution d’un laboratoire. Quand on songe que, en 1900, de guerre lasse, Pierre Curie a failli accepter un poste en Suisse, à l’université de Genève (il s’est débattu pendant trois mois avant de refuser définitivement cette offre alléchante…), une des premières à percevoir la valeur des travaux du couple, avant même la reconnaissance du Nobel, lui-même attribué peu de temps après que la Royal Society leur ait décerné, devant un parterre de savants anglais, la célèbre médaille « Davy » !
Et même après le Nobel, qui apporte à ce couple un peu de répit dans leurs difficultés financières, leur permettant de se faire un peu aider dans leurs recherches et d’alléger un peu le temps d’enseignement de Pierre, ils seront toujours dans l’attente d’un labo et d’une chaire de physique pour Pierre. C’est seulement le 1er octobre 1904 que l’on se décide enfin à créer pour lui une chaire de physique à la faculté des Sciences de l’Université de Paris, vu le retentissement médiatique des travaux des Curie à l’étranger... Toutefois la question du laboratoire reste toujours en suspens, et le Professeur Curie doit se résigner à poursuivre ses recherches dans deux pièces attenantes à la salle de cours !
Même bataille pour son entrée à l’Académie des sciences, qui, après le cruel échec de 1902, ne lui ouvrira ses portes qu’en 1905, grâce à l’opiniâtreté de ses amis. Trop tard, Pierre ne publie plus. Le dernier article de cette courte vie est en date du 6 juin 1904…
Certes Pierre Curie, dont les fulgurances ont débuté de manière précoce dès l’âge de 21 ans (publication sur « les rayons calorifiques », et découverte de la piézoélectricité), est de nature modeste. Mais ce n’est pas un chercheur isolé, et il fédère des énergies autour de lui. D’ailleurs la moitié des publications qu’il donnera le seront en collaboration avec d’autres savants. Il appartenait à diverses sociétés savantes où il présentait régulièrement des communications. Il est vrai qu’il avait une grande indépendance de caractère, n’aimant pas solliciter un avancement, et refusant obstinément toute décoration de manière assez abrupte. Ainsi, lorsqu’il est question de lui attribuer la Légion d’honneur, il écrira au Doyen de la Faculté : « Veuillez, je vous prie, remercier M. le Ministre et l’informer que je n’éprouve pas du tout le besoin d’être décoré, mais que j’ai le plus grand besoin d’avoir un laboratoire. »
Quand, en 1909, grâce à un généreux don de trente millions de francs-or fait à l’Institut Pasteur, par un donateur désireux de se lancer dans la bataille contre le cancer, Marie Curie se voit confier la Direction d’un laboratoire où elle travaillera en étroite collaboration avec des biologistes et des médecins, à l’Institut du radium qui deviendra l’Institut Curie, elle évoquera douloureusement, « le rêve humanitaire et scientifique » de son époux enfin réalisé : « […] en définitive un des premiers savants Français n’eut jamais à sa disposition un laboratoire convenable, alors que cependant son génie s’était révélé dès l’âge de vingt ans », dira-t-elle dans son livre Pierre Curie.
On ne peut que regretter que l’œuvre multiforme de Pierre Curie, ayant comme fil directeur sa curiosité des phénomènes électriques, utilisant de nombreux instruments qu’il a lui-même mis au point, ne lui ait pas permis de voir se réaliser son « rêve scientifique », dans un vrai laboratoire, à la mesure des talents de ce physicien atypique, à la mesure de son génie.
La Traque des particules élémentaires, de Jacqueline Desselle-Marinacce
Le livre La Traque des particules élémentaires, de Jacqueline Desselle-Marinacce, accompagne, par un hasard providentiel, la communication mémorable faite au Cern en juillet 2012, vous mettant ainsi au cœur des évènements qui passionnent nos physiciens des particules à la recherche du boson de Higgs traqué depuis plus de quarante ans !
De Leucippe à Charpak, en passant par Lavoisier, Marie Curie et les autres… Préface de Jean-Paul Martin, directeur de recherche au CNRS. Cliquez pour acheter le livre de l’auteur.
Braquant un projecteur sur quelques êtres exceptionnels, cet ouvrage évoque cet inlassable jeu de cache-cache auquel s’amusent depuis près de trois millénaires les Hommes et les particules atomiques. Il débute durant l’Antiquité grecque et se termine par l’interview d’un physicien des particules du Cern.
À la lecture de ce livre, vous vous joindrez ainsi à la cohorte de tous ceux qui se passionnent pour ce monde dans lequel nous sommes immergés, visible ou invisible, des lointaines nébuleuses jusqu’aux quarks du noyau de l’atome…

Sciences

Physique

Pierre Curie

personnalité

• 28/07/2017

L'existence de Georges Charpak commence curieusement : « Né en Pologne le 8 mars 1924 à Sarny », mais « déclaré le 1er août à Dabrowica ». Son enfance débute par une errance.
Georges Charpak, un homme aux multiples facettes
Arrivé en France dans sa huitième année, il assimile rapidement la langue, la culture française, ayant enfin trouvé « sa » patrie. Arrive pourtant la guerre : la famille doit se réfugier dans le Midi. Il se fait arrêter une nuit de 1943 alors qu’il colle des affiches avec des camarades résistants. Déporté à Dachau, il en réchappera, ayant désormais horreur de tous les absolutismes. Il reprend dès septembre 1945 ses études de sciences à l'École des mines de Paris.
L'atome : un peu d’épistémologie…
Grâce à Marie Curie, aidée par Pierre Curie, et à tous les chercheurs qui se sont engouffrés derrière elle après sa découverte annoncée en 1898, la radioactivité est inscrite dans une épopée, celle de l'histoire des Sciences : l’atome s’est dévoilé peu à peu. Les superbes travaux de J. J. Thomson, parachevés en 1897, donnent à l’électron, première particule subatomique, sa carte d’identité. (Il convient de rappeler l’hésitante marche vers ce concept !) Puis viennent les travaux du Néo-Zélandais Ernest Rutherford avançant en 1911 l’existence d’un minuscule noyau, modèle perfectionné par le Danois Niels Bohr émettant l’hypothèse des électrons sur des orbites quantifiées. Si l’existence du proton fut assez rapidement acceptée, il fallut attendre 1932 pour admettre celle du neutron.
Enfin, le neutrino, imaginé dès 1930 par Pauli, puis théorisé par Fermi en 1934, permit de résoudre le problème de la conservation de l’énergie lors de la désintégration d’un atome par émission bêta. Cependant, les physiciens du monde entier veulent aller plus loin dans le degré d'élémentarité de l'atome, et percer les secrets du noyau et de ses composants. Après l’utilisation de l’énergie des sources radioactives, s’ouvre l’époque des accélérateurs de particules, d’abord linéaires, puis circulaires, de plus en plus puissants, permettant des chocs formidables entre particules et atomes, puis entre particules circulant en sens opposés dans les collisionneurs. Pendant ce temps, la détection des particules progresse dans l’analyse des collisions.
Une photo récente de Georges Charpak. © Mike Struit, Cern
Si, pour les pionniers, l’observation se faisait à l’œil nu sur des écrans recouverts de sulfure de zinc devenant fluorescent à l’endroit des impacts, le compteur de l’Allemand Hans Geiger, avec son fil tendu dans l’axe d’un cylindre empli d’un gaz raréfié où des ionisations se produisent au passage des particules (les électrons émis étant captés par le fil) fut une énorme avancée. Puis, les « chambres à brouillard » permirent la visualisation des traces d’électrons par la condensation de gouttelettes d’eau le long de leurs trajectoires.
Elles seront remplacées par les « chambres à bulles », où la trajectoire de la particule chargée est visualisée par les traînées de bulles produites dans de l’hydrogène liquide proche de son point d’ébullition ; la chambre étant soumise à un champ magnétique qui incurve les trajectoires, il est possible de déterminer la charge, la vitesse, la charge massique, et ainsi la masse de la particule. Le gain en rapidité des mesures est de mille par rapport aux chambres à brouillard ! L’enthousiasme des chercheurs est grand pendant ces années lors desquelles ils découvrent des centaines de particules, socle du modèle standard !

Entrée en scène de Georges Charpak
Il faut réaliser qu’après la tourmente de la guerre 1939-1945, si la physique peut se glorifier de ses savants — dont le prestigieux théoricien Louis de Broglie, un des fondateurs de la mécanique quantique —, en revanche, les laboratoires sont vétustes. On va heureusement assister à la montée en puissance du CNRS (créé en 1939), puis, en 1945, à l’inauguration du CEA, Commissariat à l’énergie atomique (qui a élargi en 2010 son champ de recherche aux « énergies alternatives »). Des moyens importants sont alors accordés à la recherche fondamentale.
Charpak participera à ces expériences exaltantes de l’histoire de la matière. Tout d’abord, en 1948, stagiaire au CNRS, il a la grande chance d'entrer dans le prestigieux laboratoire de chimie nucléaire de Frédéric Joliot-Curie, où il soutient sa thèse. Quand le Cern est officiellement créé à Genève en 1954 (l’acronyme correspond au nom initial « Conseil européen pour la recherche nucléaire »), sa carrière de chercheur dans le domaine des particules élémentaires commence, grâce à une autre rencontre providentielle, celle du physicien américain Léon Lederman, futur prix Nobel déjà connu dans ce domaine, qui lui propose de se joindre à l’équipe qu’il est en train de former pour une grande expérience du Cern, au tout nouvel accélérateur, le synchrocyclotron ! Trois années s’ensuivront, au sein d’une équipe travaillant jour et nuit dans la convivialité, auprès de l’accélérateur qui fonctionne en continu pendant plusieurs jours.
À gauche, Georges Charpak devant une chambre proportionnelle multifil en cours de réalisation. © Cern
C’est là que Charpak construit sa première chambre à fils, ce nouveau détecteur qui va révolutionner la recherche dans le domaine des particules. Sa thèse, soutenue en 1954, analysant ce qui se passe dans le cortège électronique d’un atome frappé par des particules bêta, s’était faite à l’aide d’un compteur cylindrique à fil de type Geiger. L’avancée considérable de la puissance des nouveaux accélérateurs amène à la production de milliards de photos parmi lesquelles il faut tenter de repérer quelques évènements intéressants. Sa réflexion aboutira à deux résultats :

L’informatique est alors en expansion : il pense qu’il faut lier les détecteurs à des ordinateurs, dont les informations remplaceront les photos des chambres à bulles.En même temps, avec sa petite équipe de fidèles techniciens, il met au point son idée : rapprocher un grand nombre de tubes Geiger et en éliminer les parois ; il reste donc des fils parallèles, (en tungstène doré), quatre fois plus fins qu’un cheveu (20 µm), et deux grilles métalliques. Son petit prototype initial multiplie par mille le nombre d’évènements pouvant être analysés ! Dès 1966, commence la renommée bientôt mondiale des « chambres Charpak », ou « chambres proportionnelles multifils », donnant ensuite les « chambres à dérives » avec les apports croissants de l’électronique associée. De plus en plus grands, atteignant plusieurs m2, à partir de 1975, ces détecteurs, que nous devons au génie de Charpak, deviennent universels.
Les grands détecteurs actuels, utilisés dans le collisionneur LHC (Large Hadron Collider) du Cern pour scruter la matière, sont devenus des géants. On sait que dans ce temple de tous les records qu’est l’anneau du LHC (de 27 km de circonférence abritant une tubulure centrale de quelques centimètres de diamètre), deux flots de particules circulent en sens inverse, à 99,999 % de la vitesse de la lumière, en un faisceau plus fin qu’un cheveu (une quinzaine de µm). C’est la course effrénée des « paquets » de milliards de particules injectées dans l’anneau qui va être scrutée par les deux plus grands détecteurs, le CMS et Atlas, analysant les millions de données expérimentales fournies par le LHC :
CMS (Compact Muon Solenoïd), de 12.500 tonnes, est l’objet d’étude de 2.000 scientifiques appartenant à 179 instituts.Les données d’Atlas, acronyme de « A Toroïdal LHC apparatuS » (7.000 tonnes), sont examinées par 3.000 scientifiques de 177 instituts.
Le croisement de leurs informations se termina en apothéose par l’annonce médiatisée au Cern, le 4 juillet 2012, de la découverte du boson de Higgs (ou plutôt boson BEH, Brout, Englert et Higgs ayant postulé, séparément, son existence en 1964), « maillon manquant » du « modèle standard ». Le boson BEH, le quantum du champ de Higgs, ouvre la voie à une nouvelle physique…

Charpak, l'humaniste : la fondation La main à la pâte
Si le génie de Georges Charpak, qui obtint le prix Nobel en 1992, est évident, sa dimension humaniste est incontestable. Conscient des dangers que constituent les armes atomiques, des menaces qu’elles représentent pour l’équilibre planétaire, Georges Charpak se lança dans une action d’envergure, grâce à la notoriété que lui donna son prix Nobel. Dès 1993, il frappa à de nombreuses portes de palais présidentiels, aux États-Unis, en Union soviétique, en France, s’inscrivant dans la lignée de ceux qui ont participé au long travail de réduction des armes stratégiques.

L’aventure de « la Main à la Pâte » fut initiée en 1994, au vu de l’expérience d’ « alphabétisation scientifique » tentée par le grand Léon Lederman dans les faubourgs de Chicago. À son retour en France, il s'entoura d’une équipe persuadée de l’importance d’un enseignement précoce des sciences à l’école, dont Pierre Léna et Yves Quéré. Ensemble, ils réunirent 344 instituteurs pionniers, qui firent rapidement des émules ; l'initiative s’internationalisa rapidement. En 1998-1999, est rédigée une charte qui, en dix « principes », explique avec rigueur les objectifs, les protocoles, les méthodes pédagogiques, les partenaires, les moyens nécessaires pour donner le goût des sciences aux enfants ; l'objectif est de susciter chez les jeunes des vocations scientifiques. Aujourd’hui, les actions de la MAP (Fondation La main à la pâte) sont attentivement suivies et épaulées par l’Académie des sciences, les universités, les grandes écoles, soucieuses de susciter des vocations scientifiques dans notre pays.

À l’automne 2013, un véliplanchiste s’élança dans le golfe de Sagone, près de Cargèse, en Corse, avec un précieux fardeau : il fut chargé de disperser les cendres de Georges Charpak, qui s’inscrit pour nous dans la cohorte des grands découvreurs.
La Traque des particules élémentaires, de Jacqueline Desselle-Marinacce
Le livre La Traque des particules élémentaires, de Jacqueline Desselle-Marinacce, accompagne, par un hasard providentiel, la communication mémorable faite au Cern en juillet 2012, vous mettant ainsi au cœur des évènements qui passionnent nos physiciens des particules à la recherche du boson de Higgs traqué depuis plus de quarante ans !
De Leucippe à Charpak, en passant par Lavoisier, Marie Curie et les autres... Préface de Jean-Paul Martin, directeur de Recherche au CNRS. Cliquez pour acheter le livre de l'auteur.
Braquant un projecteur sur quelques êtres exceptionnels, cet ouvrage évoque cet inlassable jeu de cache-cache auquel s’amusent depuis près de trois millénaires les Hommes et les particules atomiques. Il débute durant l’Antiquité grecque et se termine par l’interview d’un physicien des particules du Cern.
À la lecture de ce livre, vous vous joindrez ainsi à la cohorte de tous ceux qui se passionnent pour ce monde dans lequel nous sommes immergés, visible ou invisible, des lointaines nébuleuses jusqu’aux quarks du noyau de l’atome...

Sciences

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Georges Charpak

personnalité

• 25/04/2017

Pierre Manil est ingénieur-chercheur au Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA). Il dirige le bureau d’études mécaniques de l’Institut de Recherche sur les lois Fondamentales de l’Univers (Irfu).
Formé à l’École Centrale de Lyon, il se spécialise en mécanique, énergétique et acoustique. Il entre au CEA en 2007 pour participer à l’architecture mécanique de grands systèmes supraconducteurs. Il est associé au CERN où il contribue à la conception de prototypes pour le LHC, le plus grand accélérateur de particules du Monde, destiné à la physique des particules. Il est l’auteur de plusieurs articles scientifiques et de présentations publiques sur ces thématiques. Il est expert du CEA.
Pierre Manil est impliqué dans des actions de vulgarisation. Il a été rédacteur en chef en 2013 de la revue Scintillations, éditée par l’Irfu. Il a adapté pour la France l’ouvrage « L’énergie sous toutes ses formes » de Jo Hermans, publié en 2014 par EDP Sciences.
En dehors de ses activités professionnelles, il est batteur et joue depuis 2000 dans le groupe Trankilesha.
Il a été Conseiller Départemental Jeunesse de l’Essonne (2006-2008), membre du Conseil d’Administration de l’École Centrale de Lyon (2002-2004) et est président de l’association culturelle Trankil’assos.
Cursus
- Ingénieur de l’École Centrale de Lyon (2006)
- Master Recherche en mécanique, énergétique et acoustique (2006)
- Diplôme d’études universitaire d’économie (2004)
- Baccalauréat S avec mention très bien (2000)

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Physique

Pierre Manil

personnalité

• 15/05/2014

Principales découvertes
Il a à son actif de nombreuses découvertes, la plupart concernant l’électricité, à savoir l’existence de deux types d’électricité (positive et négative), la mise en évidence du « pouvoir des pointes » et l’invention du paratonnerre. Il dessina le contour du Gulf Stream le long des côtes américaines ; il inventa les lunettes à double foyer, il adapta un cathéter urinaire, mit au point un poêle à combustion fermée et construisit aussi un harmonica de verre.
Sa biographie
Benjamin Franklin naît le 17 janvier 1706 à Boston, l’avant-dernier enfant d’une famille nombreuse et très modeste (son père fabrique des chandelles et du savon). À l’âge de dix ans (1716), il devient apprenti imprimeur chez l’un de ses frères et s’enfuit à Philadelphie en 1723, à l’âge de 17 ans, pour exercer ce métier, d’abord comme employé puis comme patron de sa propre imprimerie à partir de 1729. Il devient également journaliste cette année-là en éditant la Pennsylvania Gazette, ainsi que L’almanach du Bonhomme Richard qu’il va publier pendant 25 ans et qui va établir sa notoriété.
Sa carrière politique débute en 1736 quand il devient secrétaire de l’Assemblée de Pennsylvanie. Parallèlement, il devient maître des postes en 1737, puis crée la première compagnie américaine de pompiers en 1738. Il s’adonne à la science principalement pendant la période 1743-1752. En 1748, il cesse d’être imprimeur et en 1749, il met en place l’Académie de Philadelphie qui deviendra l’université de Pennsylvanie en 1791. En 1751, il est élu membre de l’Assemblée de Pennsylvanie. En 1764, il devient à Londres l’agent des colonies (une sorte d’ambassadeur des provinces américaines auprès de la couronne d’Angleterre). Après diverses vexations que les autorités britanniques lui font subir, il rejoint le mouvement d’indépendance au début des années 1770. En octobre 1778, il devient le premier ambassadeur de ce mouvement à Paris, poste qu’il occupera jusqu’en 1785. À la fin de son séjour parisien, il signe le traité d’indépendance au nom des États-Unis d’Amérique. De retour à Philadelphie, il devient président de l’État de Pennsylvanie pendant la période 1785-1788, au cours de laquelle il participe à la rédaction de la constitution américaine. Il s’éteint à Philadelphie le 17 avril 1790. L’Assemblée constituante française marque cette nouvelle d’un deuil officiel de trois jours.
Biographie réalisée par Jean Audouze
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Sciences

Matière

Benjamin Franklin

personnalité

• 25/02/2014

La voie qui conduit au métier de chercheur est parfois rectiligne, succession d'étapes où brillent les succès scolaires fulgurants, ordonnés suivant une parfaite rationalité, chacun appelant le suivant. La mienne fut tout autre, attiré dès le plus jeune âge vers ce que l'on appelait alors les humanités, passionné par la littérature et les langues dites mortes, emporté par les voyages lointains auxquels convie la lecture des classiques, fasciné par ces hommes et ces femmes qui, du fond des âges, nous ont laissé des écrits sur lesquels le temps n'a pas de prise et qui, parfois, vous marquent au fer rouge. La bifurcation tardive vers les sciences (après un bref épisode où seule la musique comptait) ne fut pas sans douleur mais elle eut lieu sans réelle difficulté grâce à un professeur de mathématiques en terminale (appelée à l'époque Math' Elem), Mr. Henri Mas, auquel je tiens à rendre ici hommage non pas tant pour ce qu'il m'a appris que pour ce qu'il m'a donné, définitivement : l'envie d'apprendre, toujours et toujours. La suite elle non plus ne fut pas sans doutes et errements liés à la rigidité d'un système au sein duquel le choix est fortement conditionné par l'aléatoire des concours et la pression sociale. En bout de course, une fois passée l'école d'ingénieurs, j'ai pris définitivement la direction de l'université pour y exercer le métier d'enseignant-chercheur. Plus de quarante années après, un regard en arrière me permet d'avoir la certitude d'avoir exercé l'un des plus beaux métiers du monde, celui où le premier devoir est la transmission des vraies connaissances, le second, qui en est le dual, de contribuer un tout petit peu à leur développement. L'un des plus passionnants aussi puisque rien n'y est jamais acquis, rien n'est jamais achevé, tout peut être encore et toujours approfondi. L'un des plus ludiques enfin car se confronter à une question qui résiste en voulant la faire progresser renvoie à ces souvenirs d'enfance où il fallait alors trouver la pièce manquante du puzzle, mettre la main sur la bonne vis pour achever le Mécano ou identifier le rail qui, à chaque fois, faisait dérailler la loco électrique.

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Physique

Claude Aslangul

personnalité

• 14/10/2013

Je suis journaliste indépendant depuis 2010. Auparavant, j'ai exercé mon métier dans des journaux, tout d'abord au Monde où j'ai notamment dirigé le service « Sciences et Environnement » avant de créer les pages « Planète » en 2008. C'est aussi l'année où j'ai quitté ce journal. J'ai ensuité été, pendant un an, rédacteur en chef du mensuel Science & Vie. Aujourd'hui, je suis d'une certaine manière revenu à mes premières amours du Monde : tout d'abord grâce au blog « Passeur de sciences » que je tiens sur son site Internet avec un beau succès (9 millions de pages lues pour sa première année d'existence) mais aussi avec les chroniques « Improbablologie » qui sont publiées chaque semaine dans le supplément « Science & Techno » du Monde et sont regroupées dans le livre Chroniques de science improbable. Il s'agit d'articles sur des recherches parfois saugrenues (« Le bâillement de tortue est-il contagieux ? » ou bien « Lequel est le plus chaud, le paradis ou l'enfer ? ») qui font d'abord sourire, et puis réfléchir sur l'objet de la science et sa méthodologie.
J'ai fait des études de journalisme et pas de science mais j'ai toujours été passionné par ce domaine. D'abord parce qu'il me permettait de voir des mondes invisibles : je suis devenu propriétaire d'un microscope à l'âge de onze ans et, quelques années plus tard, d'une petite lunette astronomique. Ensuite parce que les histoires de science sont magnifiques à raconter. C'est ainsi que j'ai pu me promener du pôle Nord à l'Antarctique, de Baïkonour à Kourou, que j'ai pu pénétrer à l'intérieur de la pyramide de la Lune à Teotihuacan ou dans la Ferme des corps, à Knoxville (Tennessee), un lieu unique au monde où des chercheurs étudient la décomposition du corps humain. Ce reportage m'a valu le prix Témoin-Marc Dupont du jeune journaliste en 2001. Je suis également l'auteur du Code Voynich (éd. Jean-Claude Gawsewitch, 2005), un livre consacré à l'énigmatique manuscrit crypté du même nom.
Joueur d'échecs occasionnel, j'ai tenu bénévolement pendant quinze ans dans Le Monde la rubrique consacrée à ce jeu que je considère comme un sport. A cette occasion, j'ai notamment couvert cinq championnats du monde et trois matches entre l'homme et l'ordinateur. J'ai interviewé ou "portraituré" les plus grands joueurs de l'époque, Anatoli Karpov, Garry Kasparov, Vladimir Kramnik, Viswanathan Anand, Magnus Carlsen... Je n'ai pas réussi à attraper Bobby Fischer avant sa mort mais j'ai tout de même consacré plusieurs articles à ce joueur hors normes qui a fasciné toute une génération.

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Physique

Pierre Barthélémy

personnalité

• 20/06/2013

1986 : Baccalauréat section C, math-physique (mention très bien) au lycée Frédéric Mistral (Avignon) ;1987-1989 : Classes préparatoires au lycée Louis-Le-Grand (Paris) ;1989 : Admis aux Écoles Normales Supérieures de Paris, Lyon et Cachan ainsi qu'à l'École Polytechnique (Option Physique). 1989-1993 : Scolarité à l'École Normale Supérieure de Paris (rue d'Ulm) : Licence et maîtrise de physique. DEA de physique théorique.1992-1996 Doctorat de l'Université Paris-VI effectuée sous la direction de Patricio Lebœuf au laboratoire de physique théorique et de modèles statistiques (LPTMS) d'Orsay : « Quelques applications des méthodes semiclassiques en chaos quantique. » 1994/1995 interruption de 12 mois pour service national en tant que scientifique du contingent à l'École Polytechnique.1997-présent : maître de conférences au Laboratoire de Mathématiques et de Physique Théorique de l'Université François Rabelais de Tours

Sciences

Mathématiques

Amaury Mouchet

personnalité

• 03/05/2013

1 - Fonctions professionnelles
2012 – Directeur du Labex (« laboratoire d’excellence ») Modélisation et expérimentation multiéchelles des matériaux pour la construction durable – Université Paris-Est – 2011 – Responsable de l’équipe Physique des Milieux Poreux – Laboratoire Navier (UMR ENPC-IFSTTAR-CNRS)2010 – Directeur de la Chaire d’enseignement et de recherche Saint-Gobain-Ecole des Ponts ParisTech Solutions innovantes pour un habitat durable et responsable Professeur à l’Ecole des Ponts Paris Tech2002-2009 Directeur du Laboratoire des Matériaux et des Structures du Génie Civil (UMR113 LCPC-ENPC-CNRS) 2006 (6 mois) Chercheur au Département de Physique et d’Astronomie de l’Université de Western Ontario, Canada1996-2002 Chef du projet « Imagerie par Résonance Magnétique appliquée aux matériaux du génie civil » au LMSGC1992-1996 Chercheur au CEMAGREF de Grenoble, Division Protection contre les Erosions1989-1992 Doctorant au Laboratoire de Rhéologie, Grenoble2 - Distinctions
- Prix de thèse de l’Institut National Polytechnique de Grenoble, 1992 - Prix Henri Milon de la Société Hydrotechnique de France, 1994- Prix Schoemaker de l’International Association of Hydraulic Research, pour le meilleur article publié dans Journal of Hydraulic Research entre 1994 et 1996- Mention spéciale du Prix Roberval pour l’ouvrage “Comprendre la rhéologie – De l’écoulement du sang à la prise du béton” (Eds. P. Coussot et J.L. Grossiord), 2002- Prix bisannuel de l’Association Française de Mécanique, 2004Mention spéciale du Prix Chercheur de la Fédération Nationale des Travaux Publics (avec N. Roussel, LCPC), 2005 - Prix du journal La Recherche, mention « Mobilité durable » (avec N. Roussel et G. Ovarlez), 2007 - Prix Maurice Couette du Groupe Français de Rhéologie, 2009- Prix Dargelos 2011, Prix bisannuel de l’Association des anciens élèves de l’Ecole Polytechnique3 - Divers
- Président du Groupe Français de Rhéologie (GFR), 2002-2006- Membre du comité éditorial de Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 2011 -- Membre du comité éditorial de Rheologica Acta, journal officiel de l’European Society of Rheology, 2007 –- Editeur-associé de Journal of Hydraulic Engineering, American Society of Civil Engineers, 2003- 2006

Sciences

Physique

Philippe Coussot

personnalité

• 13/04/2013

John Stewart Bell était un physicien théoricien dont les travaux portant sur les fondements de la mécanique quantique sont devenus célèbres à la suite de l’expérience d’Alain Aspect et ses collègues portant sur l’effet EPR en 1982. Elle consistait à vérifier si le comportement de paires de photons polarisés violait ou non des inégalités découvertes par John Bell en 1964.
Ces inégalités découlaient des travaux d’Einstein, Podolski et Rosen datant de 1935, tentant de démontrer que l’utilisation des probabilités en mécanique quantique n’était pas fondamentale. Tout comme pour la théorie cinétique des gaz classiques, Einstein et d’autres chercheurs comme Louis de Broglie et David Bohm pensaient que l’apparition de ces probabilités provenait de l’ignorance des valeurs de certaines variables dans une théorie plus complète, plus profonde que la mécanique quantique, et déterministe comme l’était la mécanique classique.
Les inégalités de John Bell sont considérées comme l'un des résultats les plus importants de la physique du XXe siècle. Leur test en 1982 grâce aux expériences d'Alain Aspect et ses collègues ont révélé que le phénomène d'intrication quantique était réel, ce qui a stimulé les travaux sur l'information quantique. Les conséquences philosophiques des travaux de Bell sont profondes. © Joachim Reinhardt/université de Frankfort
John Bell dans les pas d'Einstein et Bohm
Né en Irlande en 1928, John Bell avait montré un intérêt précoce pour les sciences puisqu’il avait annoncé son intention de devenir un chercheur à l’âge de 11 ans. Il deviendra docteur en physique dans les années 1950. Bien qu’ayant commencé par étudier la physique expérimentale, il terminera sa formation en se spécialisant en physique nucléaire et théorie quantique des champs. Mais c’est le fameux débat entre Einstein et Niels Bohr concernant l’interprétation de la mécanique quantique qui le conduisit à ses travaux les plus célèbres en 1964.
Partisan des idées d’Einstein, ce fut pour lui une révélation quand il découvrit que contrairement à ce qui semblait découler d’un théorème du grand mathématicien John Von Neumann, les théories à variables cachées de Louis de Broglie et David Bohm étaient en mesure de reproduire certaines des prédictions de la mécanique quantique. Le théorème de Von Neumann qui était supposé interdire de compléter les équations de la mécanique quantique avec des théories à variables cachées déterministes n’était en fait pas assez général.
Des inégalités célèbres
Bell réussit à trouver des inégalités permettant de tester les équations de la mécanique quantique dans le cadre d’une situation expérimentale définie par Einstein, Podolski et Rosen une première fois en 1935 et conduisant à ce que l’on appelle désormais le paradoxe EPR, des noms de ses découvreurs. Il s’agissait d’une expérience manifestant clairement ce que l’on appelle de nos jours le phénomène de l’intrication quantique. Il fallut attendre cependant l’année 1982 pour que les progrès de la technologie permettent à Alain Aspect et ses collègues de concrétiser les idées de Bell. L’expérience, basée sur les inégalités de Bell, démontra qu’il n’était pas possible de compléter la mécanique quantique avec des théories à variables cachées dites locales. Il restait possible de le faire avec des théories dites non locales comme celle de Bohm mais on entrait alors en conflit avec la théorie de la relativité restreinte.
Bell fut troublé par ces résultats et il commença à penser que pour conserver l’espoir d’Einstein de compléter les équations de la théorie quantique il fallait en revenir à une sorte d’éther, avec un temps et un espace absolus, comme l’avait proposé Lorentz du temps d’Einstein. Ses réflexions à ce sujet furent interrompues le 1er octobre 1990 lorsqu’il décéda des suites d’un AVC. En lice pour le prix Nobel, il l’aurait probablement eu s’il avait vécu quelques années de plus. On doit à John Bell aussi des travaux importants sur la notion d’anomalie en théorie quantique des champs avec celle dite d'Adler-Bell-Jackiw (ABJ).

Sciences

Physique

John Bell

personnalité

• 22/01/2013

Antoine Laurent de Lavoisier (1743–1794) est le fils d’un riche avocat. Il reçoit une instruction coûteuse et fait son droit, avant de se tourner vers la science, d’abord en tant que géologue et minéralogiste. Il établit ensuite un laboratoire de chimie dans le but d’être admis à l’Académie des sciences, qui lui ouvre ses portes. En 1768, il entre à la Ferme générale, une compagnie privée qui collecte les impôts pour la couronne. Cette situation lui assure des revenus privés pour financer ses recherches : la science devient de plus en plus spécialisée, et les instruments précis et coûteux. C'est notamment le cas de ceux sur lesquels les succès de Lavoisier s’appuient.
Portrait de Monsieur de Lavoisier et sa femme. © Jacques-Louis David, DP
En 1772, il pratique des expériences sur  la combustion d’échantillons de phosphore et de soufre : il découvre que leur masse  augmente lorsqu’on les chauffe fortement  en présence d’air. Il met également à jour que la litharge (oxyde de plomb [II], un minerai de plomb), chauffée en présence de charbon de bois, est réduite en plomb avec une diminution de masse et un dégagement gazeux. Lavoisier appelle cette expérience « l’une des plus intéressantes [découvertes] […] depuis l’époque de Stahl », bien que  des observations semblables aient été faites 20 ans plus tôt. Cette découverte s’oppose  à la doctrine du phlogistique, selon laquelle la réduction d’un minerai en plomb impliquerait un gain de masse, et non une perte. Elle amène alors Lavoisier à détruire le mythe du phlogistique.
Laboratoire d'Antoine Lavoisier au Musée des arts et métiers. © Rama, cc by sa 2.0
L'oxygène, un air éminemment respirable
En 1774, Lavoisier apprend de Priestley la découverte de « l’air déphlogistiqué ». En pratiquant ses propres expériences avec ce nouveau gaz, il comprend rapidement qu’il se trouve en présence du principe sous-jacent à la combustion, à la réduction, à la respiration et à l’acidité. Comme Priestley, Lavoisier démontre que ce nouvel air forme la fraction de l’atmosphère qui permet la vie des animaux, ce qui le conduit à le baptiser initialement « air éminemment respirable ». Lavoisier montre aussi que la combustion et la respiration le transforment tous les deux en cet air fixe identifié par Joseph Black.  En 1777, Lavoisier présente une nouvelle « théorie générale de la combustion » (pour remplacer le phlogistique) ainsi que son nouveau principe de combustion : l’oxygène. Ses recherches sur les trois acides inorganiques courants, l’acide nitrique, l’acide phosphorique et le vitriol (acide sulfurique), ainsi que sur l’acide oxalique (nouvellement isolé à partir de sources organiques) montrent que l’oxygène est présent dans les quatre. Une observation qui amène Lavoisier à proposer : « je désignerai dorénavant l’air déphlogistiqué ou air éminemment respirable […] par le nom de principe acidifiant, ou, si l’on aime mieux la même signification sous un mot grec, par celui de principe oxygène. » «Oxygène» veut en effet dire « source d’acide » en grec.
Armé de ce nouveau concept, il est en mesure de fragiliser la doctrine du phlogistique. La combustion, la respiration et la corrosion impliquent une addition d’oxygène. La réduction, à l'inverse, implique une perte d’oxygène. L’air fixe est une combinaison de charbon et d’oxygène. Quand Lavoisier apprend comment produire de l’eau en brûlant de l’hydrogène dans de l’oxygène, il trouve le dernier morceau du puzzle : il est en mesure de montrer que l’eau n’est pas simplement de l’air « déphlogistiqué » comme Cavendish l’avait affirmé auparavant, mais un composé. Il contient de l’hydrogène (baptisé ainsi par Lavoisier, du grec « source d’eau ») et de l’oxygène.
En 1789, Lavoisier publie ce qui peut être considéré comme le premier manuel de chimie moderne : le Traité élémentaire de chimie. Il y met en évidence le rôle de l'oxygène, établit une nomenclature scientifique et y définit les notions de "corps simple" et de "corps composé".

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La chimie

Antoine Lavoisier

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• 11/01/2013

Y. Sacquin est physicien expérimentateur dans le Service de physique des particules de l’Irfu (Institut de recherches sur les lois fondamentales de l’Univers), au CEA-Saclay.
Ancien élève de l’Ecole polytechnique, il a soutenu sa thèse de doctorat en 1979 sur les interactions de neutrinos dans la grande chambre à bulles du Cern. Il a ensuite travaillé sur la détermination des fonctions de structure du proton et du neutron avec le faisceau de muons de haute énergie du Cern (1979-1985), puis dans l’expérience Delphi au LEP (collisionneur électrons-positons du Cern), plus particulièrement sur le très grand détecteur gazeux TPC (Time projection chamber) de cette expérience, de 1985 à 1999. De 1992 à 2004 il a travaillé sur le projet Antarès de détection des neutrinos cosmiques, installé au fond de la Méditerranée par 3000 m de fond au large de Toulon.
Il travaille actuellement dans le projet GBAR qui vise à fabriquer, au Cern, des atomes d’antihydrogène ultra-froids pour mesurer l’effet de la gravitation terrestre sur l’antimatière. Parallèlement à son travail scientifique, il s’est investi dans de nombreuses opérations de popularisation de la science, par des conférences, des écrits ou des interviews à la radio. Il a été Conseiller scientifique du directeur du Palais de la découverte en 2002-2003, et responsable de la communication de l’Irfu jusqu’en 2007. Il a participé au lancement des bars des sciences de la Société française de physique en 1997, et continue d’animer l’association ‘Bar des sciences Paris’, qui organise un rendez-vous mensuel. Il participe à l’organisation des rencontres « Physique et interrogations fondamentales » de la SFP et en a édité les actes. Il a également traduit deux livres de vulgarisation scientifique de Frank Close: Asymétrie : le cadeau du diable (EDP-sciences 2002), et Le Vide (EDP-sciences 2011). Il est également coauteur du site web de vulgarisation « La radioactivité ».

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Yves Sacquin

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• 10/11/2012

Peter Higgs est un physicien britannique né en 1929, célèbre pour avoir proposé en 1964 un mécanisme pour expliquer l’origine des masses des particules élémentaires. Ce mécanisme implique l’existence d’un nouveau champ dans la nature, dont les excitations quantiques sont des bosons, des particules observables dans des collisions en accélérateurs.
Peter Higgs et son boson
Le mécanisme dit parfois de Brout-Englert-Higgs avait été découvert indépendamment par deux groupes de chercheurs au même moment, Robert Brout et François Englert d’un côté et Gerald Guralnik, C.-R. Hagen et Tom Kibble de l’autre. Inspiré entre autres par les travaux sur la supraconductivité et la notion de brisure de symétrie explorée à l’époque par le futur prix Nobel Yoichiro Nambu, ce mécanisme fut reprit en 1967 par Steven Weinberg et Abdus Salam pour construire une théorie unifiée des forces éléctromagnétiques et nucléaires faibles.
Il semble que ce soit en partie grâce aux publication de Steven Weinberg que seul le nom de Peter Higgs soit associé au boson du champ utilisé pour donner une masse à d’autres bosons de la théorie électrofaible de Glashow-Salam-Weinberg, les bosons W et Z observés au début des années 1980 au Cern. Le grand physicien théoricien John Ellis a cependant soutenu que ce nom était approprié car il semble bien que Peter Higgs ait été le seul à parler explicitement de nouvelles particules dans son article de 1964.
Une vidéo de présentation de la chasse au boson de Higgs avec le LHC. Le boson de Higgs est le quanta du champ de Higgs. C'est ce champ qui serait à l'origine de la masse des particules élémentaires que sont les quarks, les leptons et les bosons W et Z. © CNRS-Dailymotion
Un boson de Higgs découvert au LHC ?
Le 4 juillet 2012, le Cern a annoncé avoir découvert un nouveau boson dont la masse est d’environ 126 GeV est qui se comporte par bien des façons comme le boson de Peter Higgs. Si cette découverte était confirmée, elle vaudrait probablement au chercheur britannique le prix Nobel de physique. Il a déjà été lauréat en 2004 du fameux prix Wolf qui est considéré comme l’antichambre du Prix Nobel.
Symptomatiquement, comme bien d’autres chercheurs célèbres avant lui, dont de futurs prix Nobel, Peter Higgs a été éduqué à la maison dans sa jeunesse. Il était sujet à des crises d’asthme. Diplômé en physique théorique du célèbre King's College London c’est au Tait Institute of Mathematical Physics à Edimburg qu’il finira par s’établir en 1960. À la retraite depuis 1996, il est toujours professeur émérite de l’université d’Edimburg.

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Peter Higgs

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• 09/09/2012

Enseignant en physicochimie et responsable de la formation initiale à l’Université de Technologie de Troyes (UTT)
- Formations et diplômes
Doctorat de chimie physique et chimie analytique, Ecole Normale Supérieure/Paris VI, juin 2007 DEA d'Electrochimie, Paris VII, 2004 CAPES de Sciences Physiques, IUFM de Versailles, 2002 Maîtrise de Sciences Physiques, Paris VI, 2001 Licence de Sciences Physiques, Paris VI, 2000 - Expériences professionnelles
Enseignant de Physico-chimie, Université de Technologie de Troyes 2010-2012Enseignant de Chimie, IUT de Créteil/Vitry 2007-2010 Médiateur scientifique, Palais de la découverte 2006-2007 Moniteur, Université Paris VII, 2005-2006 Enseignant de Sciences Physiques, établissements secondaires 2002-2004 - Ouvrages
* Maxifiches Chimie, Seconde édition, Éditions Dunod, avril 2011 Verchier/Valette/Lemaitre* Vous avez dit Chimie ?, Éditions Dunod, juin 2011 Verchier/Gerber* Maxifiches Chimie, Éditions Dunod, septembre 2008 Verchier/Valette/Lemaitre* Le Corbeau et le renard ou la gravitation du camembert, Éditions Ellipses, avril 2008 Salomon/Verchier* De l'oxydoréduction à l'électrochimie, Éditions Ellipses, novembre 2006 Verchier/Lemaitre- Publications & articles scientifiques
* Invariance of exocytotic events detected by amperometry as a function of the carbon fiber microelectrode diameter.Amatore C, Arbault S, Bouret Y, Guille M, Lemaître F, Verchier Y. Anal Chem. 2009 Apr 15;81(8):3087-93* Vitamin C Favors or Decreases Reactive Oxygen Species (ROS) and Reactive Nitrogen Species (RNS) Production Depending on Cell State: Quantitative Amperometric Monitoring of Oxidative Bursts at PLB-985 and RAW 264.7 Single Cells Amatore C, Arbault S, Melo Ferreira DC, Tapsoba I, Verchier Y. J. Electro. Chem. 2008;(615)1:34-44* Concerted activities of nitric oxide synthases and NADPH oxidases in PLB-985 cellsVerchier Y, Lardy B, Nguyen MV, Morel F, Arbault S, Amatore C. BBRC 2007 Sep 21;361(2):493-8* Relationship between amperometric pre-spike feet and secretion granule composition in chromaffin cells: an overview.Amatore C, Arbault S, Bonifas I, Guille M, Lemaître F, Verchier Y. Biophysical Chemistry. 2007 Sep;129(2-3):181-9. * Comparison of apex and bottom secretion efficiency at chromaffin cells as measured by amperometry.Amatore C, Arbault S, Lemaître F, Verchier Y. Biophysical Chemistry. 2007 May;127(3):165-71.* Vesicular exocytosis under hypotonic conditions shows two distinct populations of dense core vesicles in bovine chromaffin cells.Amatore C, Arbault S, Bonifas I, Lemaître F, Verchier Y. Chemphyschem. 2007 Mar 12;8(4):578-85.* Regulation of exocytosis in chromaffin cells by trans-insertion of lysophosphatidylcholine and arachidonic acid into the outer leaflet of the cell membrane.Amatore C, Arbault S, Bouret Y, Guille M, Lemaître F, Verchier Y. Chembiochem. 2006 Dec;7(12):1998-2003.* Coupling of electrochemistry and fluorescence microscopy at indium tin oxide microelectrodes for the analysis of single exocytotic events.Amatore C, Arbault S, Chen Y, Crozatier C, Lemaître F, Verchier Y. Angew. Chem.2006 Jun 12;45(24):4000-3.- Activités annexes
* Formation de doctorants à l’organisation et à l’animation d’événements scientifiques grand public * Co-fondateur de l’association « Science Prod’ » : Evénements scientifiques grand public

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La chimie

Yann Verchier

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• 02/09/2012

William Sturgeon est né le 22 mai 1783 à Whittington, en Angleterre. Il est issu d'une famille très modeste, d'un père cordonnier et d'une mère qu'il perdit en 1793 alors qu'il n'avait que 10 ans.
William Sturgeon décide alors de quitter l'école pour devenir apprenti cordonnier. Le métier ne lui plaît guère et il s'engage dans l'armée en 1802, servant dans l'artillerie en 1804. C'est durant cette période qu'il va s'intéresser aux mathématiques et à la physique. En 1820, il quitte l'armée pour devenir conférencier en physique et devient également membre de la société littéraire de Woolwich. Quatre ans plus tard, il entre au Royal Military College à Addiscombe comme maître de conférences.
William Sturgeon, père de l'électroaimant
En 1825, il présente le premier électroaimant, ce qui lui vaut l'année suivante de recevoir la médaille d'argent de la Royal Society of Arts. En 1826, il se marie avec Mlle Hilton, union qui ne durera pas longtemps puisque 3 ans plus tard, il épouse Mary Bromley, avec laquelle il adoptera une fille.
En 1832, il présente une deuxième invention majeure : le premier moteur électrique. En 1836, il publie le journal Les Annales de l'Électricité (qu'il dirigera jusqu'en 1843 après avoir publié dix volumes) et invente le galvanomètre. L'année suivante, il fonde l'Electrical Society de Londres avec l'aide de Jean-Pierre Gassiot et de Charles Vincent Walker. En 1840, il dirigera la Royal Victoria Gallery of Practical Science à Manchester, qui fera faillite deux ans plus tard en lui faisant perdre beaucoup d'argent.
Il finira sa carrière en donnant des conférences dans de nombreuses villes d'Angleterre. William Sturgeon est mort le 4 décembre 1850 dans le quartier de Prestwitch, à Manchester, en Angleterre.

Sciences

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William Sturgeon

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• 18/08/2012

John Barber est né le 22 octobre 1734 à Nottinghamshire, en Angleterre. En 1765, son oncle John Fletcher lui lègue l'essentiel de ses biens, dont des mines de charbon et une maison à Stainsby. Il va s'y installer pour gérer l'exploitation du charbon dans cette région.
John Barber invente, entre autres, la turbine à gaz
En 1766, il dépose déjà son premier brevet, celui d'une turbine hydraulique réversible. Ce qui ne l'empêchera pas de faire faillite et en 1784, il doit alors quitter sa maison de Stainsby et s'installe à Attleborough. Inlassable chercheur, il déposera plusieurs brevets : en 1773 sur une technique de fusion, en 1776 sur une turbine à vapeur et en 1792 à nouveau sur une technique de fusion. Mais le brevet le plus important qu'il dépose, en 1791, concerne le fonctionnement d'une turbine à gaz qui permettra, par exemple, de faire avancer un bateau.
Cependant, John Barber n'a jamais réussi à faire fonctionner son invention, malgré des recherches acharnées et un investissement financier conséquent : la technologie de l'époque ne permettait pas de créer une puissance suffisante pour faire avancer un bateau. John Barber est mort le 6 novembre 1801 dans la ville de Attleborough, en Angleterre. Il avait 67 ans et était marié à Ann Williams.

Sciences

La chimie

John Barber

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• 18/08/2012

Eli Whitney est né le 8 décembre 1765 à Westborough, dans le Massachusetts, aux États-Unis. Il a perdu sa mère alors qu'il avait seulement 11 ans, en 1777. À 14 ans, il travaille déjà dans l'atelier de son père, puis, sa belle-mère s'opposant à son désir d'entrer à l'université, comme ouvrier agricole puis enfin comme instituteur. Il réunit ainsi assez d'argent pour entrer à l'académie Leicester et préparer son admission à Yale. Université qu'il intègre en 1789, sous la tutelle du révérend Élitsur Goodrich. Il en sortira diplômé 3 ans plus tard.
Eli Whitney invente l'égraineuse
Faute d'argent, il abandonne l'idée d'étudier le droit et va travailler comme précepteur privé en Caroline du Sud. Au détour d'un séjour en Géorgie, il fait la rencontre de Nathaniel Greene, propriétaire d'une plantation de coton, qui l'emploie alors comme précepteur. Eli Whitney va également travailler dans les champs de coton et c'est ainsi qu'il imagine une machine pour séparer la graine de coton de sa fibre. Une égraineuse de coton dont il dépose le brevet en 1793.
Cette nouvelle machine sera d'une grande importante pour les États du Sud, qui vont ainsi pouvoir améliorer le rendement de la production cotonnière. Le fonctionnement de la machine étant assez simple, elle sera alors rapidement copiée. On doit également à Eli Whitney, en 1798, une méthode de pièces interchangeables qui assurera la production de milliers de mousquets. En 1807, le Congrès refusera de renouveler le brevet de l'égraineuse : très déçu, Eli Whitney déclara ne plus jamais vouloir breveter ses inventions. Il est mort le 8 janvier 1825 à New Haven, dans le Connecticut, aux États-Unis. Il avait 59 ans.

Sciences

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Eli Whitney

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• 17/08/2012

Eugène Freyssinet est né le 13 juillet 1879 à Objat, en France. À l'âge de 20 ans, en 1899, il entre à l'École polytechnique d'où il sortira diplômé, avant d'intégrer l'École nationale des ponts et chaussées dont il sortira également avec son diplôme en poche. En 1905, il sera nommé ingénieur des ponts et chaussées à Moulins.
Un début de carrière ordinaire qui va cependant prendre un tournant important, à la suite de sa rencontre avec l'entrepreneur François Mercier, qui lui propose de construire trois ponts en béton armé. Il invente alors une nouvelle technique, le décintrement par vérins, qui lui vaudra en 1908 d'obtenir le prix Caméré de l'Académie des sciences.
En construisant le pont de Veudre, il découvre le phénomène de fluage (déformation différée) pour le béton. En janvier 1916, en congé sans solde de son poste, il devient le directeur technique et l'associé de l'entreprise Société Mercier, Limousin et Compagnie qui prendra ensuite le nom de Société Limousin et Compagnie, Procédés Freyssinet.
Eugène Freyssinet invente le béton précontraint
Les inventions vont alors se succéder : le 2 octobre 1928, il dépose le brevet du béton précontraint, avec un procédé de précontrainte par prétension et fils adhérents. Le 26 août 1939, il dépose un second brevet en améliorant le procédé grâce à la précontrainte par post-tension. En 1952 est créée la Fédération internationale de la précontrainte, qui permettra de faire connaître ce procédé à travers le monde entier. Quelques années plus tard est créée la société Stup (Société pour l'utilisation de la précontrainte), destinée à encourager l'utilisation des inventions d'Eugène Freyssinet.
La société existe aujourd'hui sous le nom de Groupe Freyssinet. Eugène Freyssinet est mort le 8 juin 1962 à Saint-Martin-Vésubie en France.

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La chimie

Eugène Freyssinet

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• 17/08/2012

Leo Hendrik Baekeland est né le 14 novembre 1863 à Lathem-Saint-Martin, près de Gand, en Belgique. Fils de cordonnier, il se révèle doué en chimie, économie et physique mathématique. Il est doctorant summa cum laude en sciences à l'université de Gand en 1884, puis s'installe aux États-Unis lors de son voyage de noces avec Céline Swarts en 1889.
Leo Hendrik Baekeland invente le Velox et la bakélite
En 1893, Baekeland découvre un papier photographique, à la suite de travaux permettant de développer les plaques photographiques avec de l'eau plutôt que des produits chimiques. Le Velox a la particularité d'être développable en lumière artificielle. Succès commercial, le procédé lui est racheté en 1899 par Eastman Kodak pour 1 million de dollars, somme astronomique à cette époque.
Grâce à son bénéfice, il s'attèle à d'autres recherches et découvre la bakélite, un matériau de la classe des phénoplastes (anhydrure de polyoxybenzylméthylèneglycol dans la nomenclature chimique officielle). Formée par la polycondensation entre le phénol et le formaldéhyde sous pression et températures élevées, la découverte de Baekeland est à la base de l'élaboration des matières plastiques, et lui vaut la médaille Franklin en 1940.
Il a breveté plus de 55 inventions, notamment des procédés de séparation du cuivre et du cadmium, ou de fertilisation du bois.
Devenu excentrique avec l'âge, Baekeland vend la General Bakelite Company à l'Union Carbide en 1939 et prend sa retraite. Il meurt le 23 février 1944 d'une hémorragie cérébrale à Beacon dans l'État de New York, ville qui fait écho à son nom signifiant « Land of Beacons » en hollandais.
Il fait partie des 20 plus grands esprits du XXe siècle selon Time Magazine. Son invention a marqué l'époque par ses applications diverses, et elle est encore utilisée aujourd'hui, notamment dans le corps des stylos Montblanc noirs.

Sciences

La chimie

Leo Hendrik Baekeland

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• 17/08/2012

Édouard Belin est un ingénieur français né le 5 mars 1876 à Vesoul, en Haute-Saône. Diplômé du baccalauréat en 1894, il est alors destiné par son entourage familial à une carrière juridique, mais il se passionne pour les techniques de l'image et la mécanique.
Cette même année, Édouard Belin brevette l'opisthénographe, un appareil photographique, et envisage, dès 1896 et l'invention du cinématographe des frères Lumière, la création de la télévision grâce à la combinaison de deux cinématographes, l'un enregistreur et l'autre projeteur. Belin part en 1897 en Autriche-Hongrie, pour étudier à la plus ancienne des écoles d'État dédiée à la photographie, l'école impériale et royale des Arts graphiques de Vienne. Il y passe 2 ans avant de travailler au télégraphoscope à son retour en France.
Édouard Belin, père du bélinographe
Le bélinographe est inventé en 1907, et permet d'envoyer des photographies à distance, à travers les réseaux télégraphiques et téléphoniques. En 1914, la première photo de reportage est envoyée par son invention, qu'il perfectionne en 1920 en utilisant une liaison radio pour la transmission. Le bélinographe fonctionne grâce à une cellule photoélectrique mesurant l'intensité lumineuse de la photographie originale et transmet ces données au récepteur, qui imprime sur du papier photographique l'image originale, en reproduisant les intensités enregistrées. En 1927, Belin fait des recherches pour mettre au point un système de télévision mécanique reposant sur des miroirs.
L'invention d'Édouard Belin a été utilisée jusque dans les années 1960-1970, notamment par les reporters de presse. Elle est à l'origine du télécopieur et du photocopieur, dont le principe de fonctionnement est identique.
Installé en Suisse, il meurt le 4 mars 1963 à Territet, dans le canton de Vaud.

Sciences

Physique

Édouard Belin

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• 17/08/2012

Ingénieur en électricité et inventeur américain, Peter Cooper Hewitt est né le 5 mai 1861 à New York. Fils du maire Abram Hewitt et petit-fils de l'industriel Peter Cooper, Hewitt bénéficie d'une éducation supérieure, à l'institut de technologie Stevens et à l'école des mines de l'université de Columbia.
Peter Cooper Hewitt invente la lampe à vapeur de mercure
Il invente la première lampe à vapeur de mercure en 1901, et la perfectionne en 1903 en améliorant les couleurs, qu'il arrive à rendre plus intenses. Cette nouvelle version rencontre un succès important par son usage industriel. La lampe à vapeur de mercure fonctionne sur le principe des lampes à décharge. Deux électrodes situées aux extrémités de la lampe créent une différence de potentiel qui ionise les molécules de mercure. Les électrons et les ions libérés traversent l'ampoule et émettent des photons qui, lorsqu'ils s'entrechoquent, créent de la lumière. L'invention d'Hewitt est plus efficace que les lampes à incandescence, mais sa lumière bleu-vert limite son application à des domaines où la couleur n'est pas problématique, comme la photographie.
Les autres inventions de Peter Hewitt
Peter Hewitt développe en 1902 la première diode à vapeur de mercure qui permet de transformer le courant alternatif en un courant continu. L'invention sera notamment utilisée dans les chemins de fer électriques, l'industrie, et le courant continu à haut-voltage. Il met au point et teste en 1907 un prototype d'hydroptère, un bateau dont la coque peut se détacher de la surface de l'eau. En 1916, associé à Elmer Sperry, Hewitt participe à l'élaboration de l'avion automatique Hewitt-Sperry, précurseur des missiles de croisières.
Marié à Lucy Bond Work, il est le beau frère de l'arrière-grand mère de la princesse de Galles, Diana. Peter Hewitt meurt le 25 août 1921.

Sciences

La chimie

Peter Cooper Hewitt

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• 16/08/2012

Vladimir Kozmitch Zvorykine est né le 29 juillet 1888, à Mourom, en Russie. Fils d'un riche marchant, il étudie à l'Institut de technologie de Saint Petersburg. Il est diplômé en 1912. Zvorykine s'engage en 1914, puis quitte la Russie pour les États-Unis en 1919, après la défaite des Armées blanches.
Vladimir Kozmitch Zvorykine invente l'iconoscope
Il dépose en 1923 le brevet de l'iconoscope, un tube analyseur de caméra qui sera utilisé de 1936 à 1946, et devient doctorant de l'université de Pittsburgh en 1926. Employé par Westinghouse, il travaille sur la production de cellules photoélectriques, mais l'échec relatif de ses recherches le conduit à se reporter sur des systèmes de miroirs vibrants. Il met finalement au point le kinéscope, qui permet d'enregistrer et de copier les émissions transmises en direct, en 1929. Zvorykine est alors engagé par la RCA, où il est en charge du développement de la télévision.
Deux ans plus tard, Zvorykine rend possible la production industrielle du tube analyseur qu'il a découvert, et perfectionne l'iconoscope qui contribue au développement de la télévision cathodique. Introduit en Allemagne en 1935, l'iconoscope y permet la retransmission des Jeux olympiques de Berlin en 1936 dans 200 cinémas.
Le physicien et ingénieur prend sa retraite en 1954, mais se consacre à l'électronique médicale, après avoir amélioré le microscope électronique et mis au point les premiers photomultiplicateurs. Il décède le 29 juillet 1982 à Princeton, aux États-Unis.
Les travaux de Zvorykine ont grandement participé au développement de la télévision en rendant possible la transmission et la réception des images au moyen de tubes cathodiques, mais aussi de tubes à rayon infrarouge.

Sciences

Physique

Vladimir Zworykin

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• 14/08/2012

Francis William Aston est né le 1er septembre 1877, à Harborne, en Angleterre. Il entre en 1893 au Mason College et entreprend en 1896 des recherches en chimie organique dans le laboratoire qu'il a installé chez lui. Il reçoit en 1898 une bourse Forester et travaille sur les composés d'acide tartrique et leurs propriétés optiques, puis étudie la fermentation à l'école des brasseurs, avant de travailler pour une brasserie, de 1900 à 1903.
Francis William Aston invente le spectromètre de masse
Titulaire d'une bourse de l'université de Birmingham, il étudie la physique après la découverte de la radioactivité et des rayons X. Il travaille sur la génération de rayons X au moyen d'un tube à décharge parcouru d'électrons, puis porte son attention sur le vide poussé et l'amélioration de pompes à vide. Il découvre l'espace d'Aston, un espace sombre à faible distance de la cathode. Il met au point un tube électronique à haut courant de décharge qui portera son nom. Chargé de cours à l'université en 1909, il démissionne en 1910 pour rejoindre le laboratoire Cavendish à Cambridge.
Aston y étudie les courants de particules chargées positivement lors d'une décharge électrique traversant un tube rempli de gaz à basse pression. Il observe la possibilité d'utiliser les champs électriques et magnétiques pour séparer les particules selon leur masse et leur charge. En 1919, il énonce la règle des nombres entiers, et améliore le spectromètre de masse, avec lequel il s'aperçoit que le néon est formé de corps d'isotopes différents. En 1920, Aston mesure précisément des atomes : cette étude, importante, permettra à Arthur Eddington de déduire que la fusion nucléaire de l'hydrogène en hélium est à l'origine de l'énergie des étoiles. Francis William Aston découvre en 1922 les isotopes d'éléments non radioactifs, et il reçoit le prix Nobel de chimie.
Aston meurt le 20 novembre 1945, à Cambridge.

Sciences

La chimie

Francis William Aston

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• 14/08/2012

Louis-Guillaume Perreaux est né le 19 février 1816, à Almenêches, en Basse-Normandie, de parents ouvriers. Son père était maître tourneur. Après l'école communale de son village natal, il entre au petit séminaire de Sées. Il se passionne très tôt pour la mécanique et passe du temps à inventer des objets dans l'atelier de son père, dont plusieurs impressionneront certains notables, comme Jean His, député d'Argentan, qui appuiera sa candidature pour intégrer l'école des Arts et Métiers de Châlons-sur-Marne.
Les inventions de Louis-Guillaume Perreaux
En 1836, Perreaux entre donc à l'école en tant qu'élève pensionnaire aux frais de l'État. En raison de problèmes de santé, il n'obtient pas de très bons résultats. Plus tard, il s'installe à Paris en tant qu'ingénieur mécanicien et fabrique des instruments de précision. Dès 1840, il commence à déposer des brevets à l'Institut national de la propriété industrielle. Le bateau sous-marin à air comprimé, portant une roue à hélice, est le premier d'une importante série d'inventions qui lui vaudront la reconnaissance du milieu scientifique.
Parmi elles, citons un éolipyle à vapeur (1842), une machine à diviser universelle (1846), un sphéromètre à pieds (1848), une horloge sablière (1862), un vélocipède à grande vitesse et à vapeur (1868) ou encore un système de blanchissement des laines (1880). Louis-Guillaume Perreaux expose ses créations, en particulier lors des expositions universelles, à Londres, Paris, Porto, Vienne et Philadelphie, à l'issue desquelles il obtient de nombreuses récompenses.
Louis-Guillaume Perreaux invente l'ancêtre de la moto
Il s'éteint le 5 avril 1889, peu avant l'ouverture de l'exposition universelle de 1889 à Paris. Perreaux est devenu célèbre en particulier pour son invention du vélocipède à grande vitesse, posant les bases du développement de la motocyclette qui prendra son essor dans les années 1940.
L'introuvable visage de Louis-Guillaume Perreaux
Les portraits de cet inventeur publiés ici ou là sont probablement faux. Celui qui illustre cette page est issu du livre Perreaux, la première moto de l'histoire, de Guy Rolland, paru aux éditions de l'Ornal en 2015. Nous publions ici ce dessin avec l'autorisation de l'auteur. Sur le site de l'éditeur, cette image est accompagnée de cette légende : « [...] en dépit de plus de deux décennies de recherches, aucun portrait de L.-G. Perreaux n'a pu être identifié clairement à ce jour. Ce portrait au crayon n'est donc qu'une œuvre d'artiste ayant eu pour modèle l'autoportrait de L.-G. Perreaux, placé dans sa peinture illustrant son ouvrage Lois de l'univers ».

Sciences

Physique

Louis-Guillaume Perreaux

personnalité

• 13/08/2012

John Frederic Daniell est né le 12 mars 1790 à Londres. Fils d'avocat, il reçoit son éducation dans une « private school », et est titulaire d'un diplôme de l'université d'Oxford. Daniell travaille, à sa sortie de l'université, dans une raffinerie de sucre possédée par un membre de sa famille, et il en améliore les processus. Il devient professeur de physique à l'université d'Edinburgh, en Écosse, à 23 ans, puis est élu membre de la Société Royale de Londres en 1823.
Outre les cours de physique qu'il dispense, Daniell est aussi chimiste à l'université, entreprend des recherches en météorologie et crée un hygromètre à condensation en 1820, ainsi qu'un pyromètre enregistreur en 1830. Cette même année, il construit un baromètre à eau dans le hall de la Royal Society. Daniell conçoit une nouvelle méthode de production du gaz d'éclairage à base de résine et d'essence de térébenthine, utilisée un temps à New York.
John Frederic Daniell, père de la pile Daniell
Il est en 1831 le premier professeur de chimie du King's College nouvellement fondé, et invente en 1836 la pile Daniell, plus puissante et plus sûre que la pile voltaïque. Pour ce faire, il supprime l'hydrogène des composants créant l'électricité, afin de régler les problèmes de polarisation posés par les piles existantes.
Auteur de nombreux livres traitant de météorologie ou encore de philosophie chimique, John Frederic Daniell a reçu diverses médailles reconnaissant sa contribution à la science : la médaille Rumford, la médaille Copley et la médaille Royale lui ont été attribuées, et un cratère lunaire porte son nom. Daniell meurt le 13 mars 1845 d'une crise d'apoplexie.

Sciences

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John Frederic Daniell

personnalité

• 13/08/2012

Cornelius Jacobszoon Drebbel naît à Alkmaar, en Hollande, en 1572. Après avoir effectué ses premières années à l'école latine d'Alkmaar, il entre à l'académie de Haarlem, où il suit les enseignements d'Hendrick Goltzius, Karel van Mander et Cornelius Corneliszoon, tous trois étant d'éminents humanistes. Après s'être marié à la sœur d'Hendrick Goltzius, Drebbel construit une fontaine pour la ville de Middelburg, où il rencontre Hans Lippershey et Zacharias Jansen, qui l'initient à la fabrication d'optiques. Il s'installe en Angleterre en 1604 puis reste pendant 2 ans à la cour de l'empereur Rudolf II, à Prague, avant de revenir à Londres.
Cornelius Jacobszoon Drebbel, père du sous-marin
En 1620, il travaille pour la marine royale britannique et met au point plusieurs sous-marins qu'il exposera au roi Jacques Ier lors de voyages sous la Tamise.
On attribue à Drebbel de nombreuses autres inventions, telles que le fulminate de mercure, un incubateur pour poulets équipé d'un thermostat au mercure mais aussi le thermomètre à air portant son nom et un procédé de teinture de la laine en rouge. En 1621, Drebbel fabriqua un microscope à deux lentilles convexes, mais cette invention est sujette à controverse puisque certains l'attribuent à un italien nommé Fontana en 1618, voire à Hans et Zacharias Jansen en 1595. D'autre part, on dit que Drebbel aurait mis au point un système de climatisation pour refroidir l'air de Westminster Hall, lors de la canicule de 1620. L'inventeur a écrit deux ouvrages, parus en 1621, ayant pour titre Traités de la nature des éléments et de la quintessence.
Il meurt le 7 novembre 1633 dans la pauvreté. Ce sont ses travaux sur les sous-marins qui ont rendu Cornelius Drebbel particulièrement célèbre puisque ses expériences ont été fructueuses. Les sous-marins ont été développés au fil des siècles, devenant de plus en plus manœuvrables et autonomes.

Sciences

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Cornelius Drebbel

personnalité

• 11/08/2012

John Boyd Dunlop naît le 5 février 1840 à Dreghorn, en Écosse. Il effectue des études vétérinaires à l'université d'Édimbourg. Il pratique le métier de vétérinaire à domicile pendant 10 ans avant de s'installer en Irlande du Nord, à Downpatrick en 1867. Il y fonde une clinique vétérinaire avec son frère James, puis déménage à Belfast.
John Boyd Dunlop invente le pneu gonflé à l'air
En 1887, son jeune fils, Johnnie, lui demande d'améliorer son tricycle, rendu inconfortable par les cahots des rues pavées de Belfast. À cette époque, les pneus étaient pleins, en caoutchouc solide. Il invente donc un pneu gonflé à l'air en caoutchouc qu'il fait breveter en 1888. L'année suivante, l'invention de John Dunlop devient de plus en plus fructueuse, lorsqu'un coureur cycliste du nom de Willie Hume gagne de nombreuses courses grâce à ses pneumatiques.
Cependant, un certain Robert William Thomson ayant déposé un brevet de pneus en 1846, Dunlop perd son brevet. Il s'engage alors dans une bataille juridique et récupère ses droits.
Le succès commercial du pneumatique
Un industriel irlandais, William Harvey Du Cros, lui propose de créer une entreprise commercialisant des pneus sous le nom de Dunlop Rubber Company. La production démarre en 1890, alors que l'automobile est en train de se développer. Dunlop ne profitera guère du succès de cette société puisqu'il revend ses parts à Du Cros en 1896 et se retire à Dublin, où il s'occupe d'une draperie.
Il meurt le 23 octobre 1921 à Dublin. L'invention de Dunlop a été d'autant plus fructueuse qu'elle est survenue à une époque où la production de caoutchouc était en plein essor. La société Dunlop Tires est aujourd'hui une filiale du groupe Goodyear Tire & Rubber, premier fabricant au monde de pneumatiques. Des améliorations ont été apportées à l'invention de Dunlop, comme la mise au point de pneus démontables pour automobiles et bicyclettes par les frères Michelin.

Sciences

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John Dunlop

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• 11/08/2012

Né le 29 octobre 1836 à Dayton, dans l'Ohio, James Jacob Ritty est le plus jeune de cinq garçons. Son père, Leger Ritty, était un marchand d'herbes médicinales. Ses frères ont tous d'importantes connaissances en mécanique et de grandes qualités d'inventeurs. James, qui a baigné dans ce milieu, possède également des talents de mécanicien. Cependant, c'est en tant que tenancier d'un café qu'il commence sa carrière.
James Ritty, père de la caisse enregistreuse
Bon commerçant, James Ritty gère un bar très fréquenté, mais ses affaires ne sont pas florissantes. En effet, il découvre que ses employés ont tendance à se servir au passage lorsqu'ils reçoivent l'argent des clients. Lors d'une traversée pour se rendre en Europe, il découvre une machine faisant le décompte des hélices du bateau et pense à utiliser ce système pour enregistrer les mouvements de caisse de son commerce. De retour à Dayton, il fait part de son idée à son frère, John, et travaille avec lui à l'élaboration d'une caisse enregistreuse.
Après avoir mis au point plusieurs prototypes insatisfaisants, les frères Ritty fabriquent une troisième machine, munie d'une bande de papier perforée. James Ritty fonde alors une entreprise du nom de « James Ritty's New Cash Register and Indicator », pour fabriquer et commercialiser sa caisse enregistreuse. En 1881, il doit emménager dans des locaux plus grands, face à la demande grandissante, mais quelque temps plus tard, il décide de revendre son affaire à Jacob H. Eckert et John H. Patterson. En effet, il ne pouvait pas se consacrer en même temps à son bar et à la vente de caisses enregistreuses. En 1882, il ouvre un nouveau saloon, le « Pony House », qui devient un haut lieu de Dayton, avant de prendre sa retraite en 1895. Il décède le 29 mars 1918 dans la même ville. Après avoir repris l'entreprise de Ritty, Jacob H. Eckert et John H. Patterson ont fait fortune, Eckert développant le modèle de Ritty en l'équipant d'un tiroir et d'une clochette.

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James Ritty

personnalité

• 10/08/2012

Gustaf Erik Pasch est né le 3 septembre 1788 à Norrköping, en Suède. Il est le fils d'un charpentier. En 1806, il intègre l'université d'Uppsala et en ressort en 1821 avec un diplôme de chimie. Il était l'élève de Jöns Jacob Berzelius, éminent professeur de chimie, père de la notation chimique moderne. Celui-ci avait souligné la dangerosité du phosphore blanc des allumettes et pensait qu'il était possible de le remplacer par du phosphore rouge. Plus tard, Pasch devient professeur de chimie à l'Institut Karolinska de Stockholm. En 1827, il est élu membre de l'Académie royale suédoise des sciences.
Gustaf Erik Pasch, père des allumettes suédoises
En 1844, Gustaf Erik Pasch reprend l'idée de son ancien professeur de remplacer le phosphore blanc des allumettes par du phosphore rouge, mais il améliore cette technique en créant un système permettant de frotter la tête de l'allumette contre une surface de grattage enduite de ce même phosphore rouge. Il obtient un brevet pour ce nouveau type d'allumette, qu'on appelle aujourd'hui « allumette de sûreté » ou « allumette suédoise » et commence à les faire fabriquer au sein de l'usine chimique J.-S Bagge & Compagnie, à Stockholm. Finalement, cette entreprise se révèle être un échec : le prix des allumettes à la sortie de l'usine est extrêmement élevé en raison du tarif prohibitif du phosphore rouge. D'autre part, le système de grattage n'est pas satisfaisant. La production s'arrête peu après.
Les autres inventions de Pasch
Gustaf Erik Pasch meurt le 6 septembre 1862, sans avoir pu tirer profit de son invention. Pourtant, en 1860, John Edvar Lundström et son frère Carl Frans améliorent l'allumette de sûreté et la rendent populaire. Même si Gustaf Erik Pasch est célèbre pour avoir inventé l'allumette de sûreté, il a également participé à la mise au point d'un béton imperméable, de l'élevage de vers à soie ou encore de la fabrication de billets de banque.

Sciences

La chimie

Gustaf Erik Pasch

personnalité

• 10/08/2012

Josephine Cochrane est née le 8 mars 1839 à Ashtabula County, dans l'Ohio. Son grand-père était John Fitch, inventeur du bateau à vapeur, et son père, John Garis, était ingénieur. Josephine épouse William Cochran, un négociant et politicien, et évolue dans la haute société du comté de Shelby, dans l'Illinois.
Josephine Cochrane invente le lave-vaisselle
Un jour de 1893, elle se rend compte que son service de table en porcelaine du XVIIe siècle est de plus en plus ébréché, en raison des mauvais traitements que lui réservent les domestiques. Elle s'attelle alors à la conception d'un système pour laver la vaisselle, en utilisant des jets d'eau et du produit nettoyant. Pendant ce temps, son mari meurt, lui laissant de nombreuses dettes. Elle commence la production de sa machine dans un atelier au fond de son jardin. Surnommé « Cochrane dishwasher », l'appareil se révèle être un succès, et les amies de Josephine lui demandent de leur en fabriquer. La nouvelle d'une telle invention se répandant, les hôtels et les restaurants sont les premiers à commander leur lave-vaisselle. Josephine Cochrane, prenant conscience du profit qu'elle peut tirer de son invention, dépose un brevet. En 1893, elle présente son lave-vaisselle et remporte un prix lors de l'exposition universelle de Chicago. Elle fonde ensuite la Garis-Cochran Manufacturing Company pour produire ses appareils industriellement.
Josephine Cochrane décède le 3 août 1913. Même si certaines machines à laver la vaisselle ont existé dès le milieu du XIXe siècle, c'est selon les principes de son modèle que sont conçus les lave-vaisselle modernes. Ceux-ci sont devenus courants dans les foyers depuis les années 1980. La Garis-Cochran Manufacturing Company a été rachetée en 1940 par la société KitchenAid, elle-même intégrée à la multinationale Whirlpool.

Sciences

Physique

Josephine Cochrane

personnalité

• 09/08/2012

Percy LeBaron Spencer est né le 9 juillet 1894 à Howland, dans le Maine. Après la mort de son père en 1897, il est abandonné par sa mère à son oncle et sa tante. Il ne va pas à l'école primaire mais travaille comme apprenti dans un moulin. Il se découvre une passion pour l'électricité en aidant à l'électrification du moulin.
En 1912, il rejoint l'école de radiotélégraphie de l'US Navy où il est initié à la télégraphie sans fil. Dans les années 1920, il est embauché par l'entreprise Raytheon, spécialisée dans l'armement et l'électronique. En 1929, il améliore le tube photoélectrique sous vide.
Percy Spencer, père du four à micro-ondes
Durant la seconde guerre mondiale, Percy Spencer est notamment chargé d'améliorer la production de magnétrons, utilisés pour émettre des micro-ondes, éléments essentiels à la technologie du radar. Il accomplit sa mission avec succès en faisant passer la production de 17 à 2.600 pièces par jour, et ses services sont récompensés par l'US Navy.
En 1945, il découvre par hasard la faculté des micro-ondes à cuire les aliments, en voyant une barre de chocolat fondre dans sa poche alors qu'il se tenait proche d'un magnétron. Il s'attelle à la mise au point d'un four à micro-ondes et dépose un brevet. En 1947, Raytheon commercialise le premier four de ce type. Il s'agit d'un appareil lourd et volumineux. Spencer a déposé environ 300 brevets au cours de sa carrière à Raytheon, et a gravi les échelons, devenant membre du conseil d'administration de la firme.
Percy Spencer s'éteint le 8 septembre 1970. Malgré sa grande participation à l'effort de guerre et au perfectionnement des radars, il est devenu célèbre pour avoir inventé le four à micro-ondes. Cet appareil ne devint populaire auprès du grand public que lorsque Raytheon lança un modèle réduit en 1975, grâce à la miniaturisation de l'électronique.

Sciences

Physique

Percy Spencer

personnalité

• 09/08/2012

Alexander Bain est né en octobre 1811, à Watten, en Écosse, au sein d'une famille nombreuse. Il avait en effet six frères et six sœurs, dont une sœur jumelle. Fils d'un agriculteur, il est un élève ordinaire et apprend le métier d'horloger. Il part à Edimbourg puis à Londres où il devient artisan.
Alexander Bain conçoit le télégraphe
Assidu aux conférences de l'Institut polytechnique, il ouvre son propre atelier, mais ne parvient pas à vivre de ses inventions. En 1840, il rencontre Sir Charles Wheatstone, un scientifique, qui s'approprie l'une des inventions de Bain, une horloge électrique et la présente devant la Royal Society. Cependant, Bain avait au préalable déposé un brevet pour ce système, et se voit offrir 10.000 livres et une place à la tête de l'Electric Telegraph Company, fondée par Wheatstone. En décembre 1841, il dépose le brevet d'un système permettant de contrôler électriquement les locomotives.
De 1843 à 1846, Alexander Bain se concentre sur le projet d'un télécopieur, mais une machine plus performante avait déjà été proposée en 1848 par Frederick Blackwell. En 1846, il travaille sur un modèle de télégraphe chimique, plus rapide que les télégraphes traditionnels. Cependant ce système n'est utilisé que sur une seule ligne, en raison des revendications de Morse qui le fait interdire au nom de sa propriété intellectuelle. Malgré ces échecs, Bain continue de développer ses horloges électriques, utilisant parfois des systèmes complexes.
À la fin de sa vie, Alexander Bain n'a pas fait fortune malgré l'argent récolté grâce à ses inventions, et reçoit une pension annuelle de 80 livres de la part du Premier ministre William Ewart Gladstone. Il décède le 2 janvier 1877. Alexander Bain est le premier à avoir conçu une horloge électrique, même si son modèle n'a jamais été produit en masse.

Sciences

Physique

Alexander Bain

personnalité

• 09/08/2012

Physicien et chimiste français, André-Marie Ampère est né à Lyon, le 20 janvier 1775, et fut le fondateur de l'électromagnétisme.
Fils d'un juge de paix lyonnais guillotiné sous la Révolution, André-Marie Ampère mène une brillante carrière scientifique : titulaire de la chaire de mécanique à l'École polytechnique en 1809, il est élu à l'Académie des sciences en 1814, puis à la chaire de physique du Collège de France en 1824.
Ampère fut l'inventeur du télégraphe électrique et de l'électroaimant, avec Arago. Il créa aussi la théorie de l'électromagnétisme. Son nom est utilisé pour définir l'intensité du courant électrique : l'ampère. © DP

André Ampère, créateur de l'électromagnétisme
En 1820, Ampère assiste à une reconstitution de la célèbre expérience du Danois Hans Christian Ørsted (1819), où une aiguille aimantée se trouve déviée au voisinage d'un courant électrique. Arago reproduit cette expérience devant l'Académie quelque temps plus tard. Ampère se penche alors sur ce phénomène et, en une semaine, en trouve l'explication. Il découvre ensuite la source des actions magnétiques dans un courant, étudie les actions réciproques des aimants et démontre que deux courants fermés agissent l'un sur l'autre.
Il est également le précurseur de la théorie électronique de la matière en émettant l'hypothèse de l'existence du courant particulaire. Observant que le courant électrique crée des effets similaires à ceux d'un aimant, celui que Maxwell appelait le « Newton de l'électricité » jette alors les bases d'une discipline nouvelle, l'électromagnétisme, et en donne les premières formulations mathématiques. Il montre que deux courants peuvent agir l'un sur l'autre, fondant ainsi l'électrodynamique. Tous ces résultats sont publiés dans son ouvrage : Théorie mathématique des phénomènes électrodynamiques uniquement déduite de l'expérience (1827). Se basant sur ses théories, Ampère met aussi au point plusieurs appareils comme le galvanomètre, le télégraphe électrique et l'électroaimant.
Copie de la table du Deutsche Museum de Munich faite en 1947 à la demande du colonel Behn Pixii qui en fabriqua un certain nombre sur les indications d'Ampère. © Musée Ampère
Inventeur de l'électroaimant
Créateur du vocabulaire de l'électricité (il invente les termes de courant et de tension), Ampère apparaît aujourd'hui comme l'un des plus grands savants du XIXe siècle, père d'une branche entière de la physique.
Mathématicien, physicien, Ampère est aussi chimiste : il est l'un des premiers à distinguer les atomes des molécules. Indépendamment d'Avogadro, il formule en 1814 la loi, dite parfois loi d'Avogadro-Ampère, selon laquelle tous les gaz, à volume égal et à pression égale, renferment le même nombre de molécules.
Ampère est aussi l'inventeur de nombreux dispositifs expérimentaux et d'appareils de mesure : la boussole astatique, dont le principe est à la base du galvanomètre, le solénoïde, le télégraphe électrique et, avec Arago, l'électroaimant. À la fin de sa vie, il s'intéresse à la philosophie des sciences. Mort pratiquement dans l'oubli, Ampère a laissé son nom à l'unité de courant électrique, l'ampère.

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André-Marie Ampère

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• 08/08/2012

Daniel Gabriel Fahrenheit est né le 24 mai 1686 à Dantzig, devenue aujourd'hui Gdansk, en Pologne. Issu d'une famille de négociants et aîné d'une fratrie de cinq enfants, il perd ses parents à l'âge de 15 ans, le 14 août 1701, victimes d'un empoisonnement alimentaire par des champignons vénéneux. Les cinq enfants sont alors placés en famille d'accueil.
L'apprentissage du métier de négociant
Daniel Gabriel Fahrenheit sera accueilli dans une famille de négociants, où il commence un apprentissage. Le père de famille lui enseignera la comptabilité et l'enverra, en 1704, à Amsterdam pour apprendre le métier dans des maisons de commerce.
Son intérêt se porte plutôt sur les sciences physiques, notamment quand il découvre les thermomètres florentins. Il veut donc se lancer dans la commercialisation d'appareils de physique.
Intérêt pour les thermomètres
La ville de Dantzig, en apprenant que Daniel Gabriel Fahrenheit négligeait son apprentissage, lance contre lui un mandat d'arrêt et le contraint à embarquer sur un bateau de la Compagnie des Indes orientales. Il réussira à s'enfuir, voyageant de ville en ville en attendant d'atteindre sa majorité pour retourner en Hollande. C'est durant son voyage qu'il rencontrera notamment l'astronome danois Ole Rømer, l'inventeur du thermomètre à éthanol.
Daniel Gabriel Fahrenheit, père du thermomètre à mercure
En 1709, Daniel Gabriel Fahrenheit va, lui aussi, travailler sur un thermomètre à alcool. Ce n'est qu'en 1717, alors qu'il s'est installé de nouveau en Hollande, à La Haye, qu'il invente le thermomètre à mercure. L'année suivante, il enseignera la chimie à Amsterdam.
Daniel Gabriel Fahrenheit est mort le 16 septembre 1736 à La Haye. Il n'a jamais été marié. L'échelle de température qu'il a créée et qui porte son nom, est utilisée encore aujourd'hui dans plusieurs pays anglophones.

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Daniel Gabriel Fahrenheit

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• 08/08/2012

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