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    50 ans de Nobel de physique (suite)  
    Elisabeth Gordon - Science et Avenir - 2000-01-01      
    50 ans de Nobel de physique
suite…
 
1949   Hideki YUKAWA (né en 1907). japonais, pour se travaux théoriques sur les forces nucléaires qui lui ont permis de prévoir théoriquement l'existence d'une particule nouvelle : le méson. Celui-ci n'a été mis en évidence que beaucoup plus tard.  
1950   Cecil F. POWELL (1903-1969), anglais, pour le développement de la méthode photographique dans l'étude des processus nucléaires. Le passage d'une particule sur une plaque photographique attaque le nitrate d'argent et laisse une trace. Grâce à ces "taches", Powell a mis en évidence les trajectoires des particules dont il a mesuré les propriétés (masse, énergie, impulsion…). Cette méthode a joué un rôle important dans l'analyse des muons et dans la découverte des mésons pi (pions) et des mésons k (kaons).  
1951   Sir John COCKCROFT(1897-1967) et Ernest WALTON (né en 1903). tous deux irlandais, pour la réalisation d'un accélérateur de haute tension (ancêtre des accélérateurs de particules utilisés actuellement), qui leur a permis d'effectuer les premiers bombardements de noyaux par des particules accélérées.  
1952   Félix BLOCH (né en 1905), et Edward PURCELL (né en 1912), américains, pour le développement de nouvelles méthodes de mesure de précision des moments magnétiques des noyaux.
Bloch a également proposé une théorie des électrons dans les solides - la théorie des bandes - qui indique les différents types de niveaux d'énergie sur lesquels peuvent se placer les électrons; cette théorie a permis d'expliquer le caractère isolant, semi-conducteur ou conducteur des solides.
Il a également joué un rôle important dans le domaine de la résonance magnétique dans les solides, notamment dans l'interprétation des spectres obtenus par cette méthode.
 
1953   Fritz ZERNIKE (1888-1966), allemand, pour son invention du microscope à contraste de phases. La plupart des préparations microscopiques en biologie sont transparentes et leurs détails ne peuvent être caractérisés que par la différence de phase - ou de chemin optique - entre les rayons lumineux les traversant et les autres. Or les microscopes classiques n'étaient sensibles qu'aux seules variations d'énergie, donc aux couleurs des objets observés : c'est pourquoi ils nécessitaient que l'on colore les préparations, tuant ainsi les tissus qu'elles renfermaient. Le microscope mis au point par Zernike ressemble aux microscopes classiques mais comporte deux organes supplémentaires. Il a été le premier à détecter les différences de phase. donc à permettre l'observation de tissus transparents et vivants.  
1954   Max BORN (1882-1970), anglais. pour ses travaux fondamentaux d'interprétation de la mécanique quantique. et Walter BOTHE [1891-1957]), allemand, pour la "méthode des coïncidences". qui permet de détecter les différents rayons gamma (ou autres) qui sont émis lors de la désintégration en cascade de plusieurs noyaux.  
1955   Willis E. LAMB (né en 1913), américain, pour ses découvertes sur la structure fine du spectre de l'hydrogène : i a constaté un déplacement (infime) de certaines raies de l'hydrogène par rapport au spectre calculé à l'aide des théories classiques. Cette découverte a marqué les débuts de l'introduction de la mécanique quantique dans le domaine de l'électrodynamique, qui ont abouti à la théorie de Tomonaga. Schwinger et Feynman (voir prix Nobel 1965),
Lamb a également apporté une contribution importante dans la première théorie du laser.
Polykarp KUSCH (né en 1911), américain, a reçu cette distinction pour sa détermination précise du moment magnétique du proton.
 
1956   William SHOCKLEY (né en 1910), John BARDEEN (né en 1908), et Walter BRATTAIN (né en 1902) américains, pour leurs recherches sur les semi-conducteurs qui les ont conduits à la découverte du transistor.  
1957   Tsung Dao LEE (né en 1906), et Chen Ning YANG (né en 1922), chinois, pour leurs recherches sur le principe de parité.
On pensait, jusqu'en 1956. que les notions de "droite"et de "gauche"étaient équivalentes en physique des particules élémentaires, en d'autres termes que chaque particule avait son image dans un miroir. Le principe de parité montre que ceci n'est pas vrai pour certaines particules telles que le neutrino.
 
1958   Pavel TCHERENKOV (né en 1904), Ilia FRANK (né en 1906) et Igor TAMM (18951971), soviétiques, pour la découverte et l'interprétation de l'effet "Tcherenkov". Ce dernier se rapporte à l'émission lumineuse que produit une particule se déplaçant plus vite que ne le ferait la lumière se propageant dans le même milieu.  
1959   Emilio SEGRE (né en 1905) et Owen CHAMBERLAIN (né en 1920), américains, pour leur découverte de l'anti-proton.
Segré et son équipe à Berkeley ont également apporté une contribution importante en chimie nucléaire en découvrant un grand nombre de nouveaux éléments lourds, dont la masse atomique est supérieure à celle du plutonium.
 
1960   Donald A. GLASER (né en 1926), américain, pour son invention de la chambre à bulles.. fondée sur un principe analogue à celui de la chambre de Wilson - voir prix Nobel 1927). mais dans laquelle la vapeur d'eau est remplacée par un liquide surchauffé. Les particules traversant ce liquide s'entourent de minuscules bulles de vapeur, dont les traînées peuvent être photographiées. Cette "chambre"est maintenant couramment utilisée pour l'étude des particules de haute énergie.  
1961   Robert HOFSTADTER (né en 1915), américain, et Rudolf MÖSSBAUER (né en 1929), allemand. Le premier a vu récompenser ses travaux sur la diffusion des électrons dans les noyaux atomiques, qui lui ont permis d'acquérir quelques renseignements sur la structure des nucléons. On doit au second la découverte de "l'effet Mössbauer". Certains isotopes radioactifs émettent, lorsqu'ils se désexcitent, un rayonnement gamma. Mössbauer a montré que ce dernier peut être absorbé par un autre noyau à condition que les deux corps - émetteur et absorbeur - soient enfermés dans une matrice solide. Cet "effet"est à la base du développement de la spectrométrie Mössbauer. très utilisée en métallurgie. qui permet par exemple de suivre le cheminement des atomes de carbone au cours des divers traitements thermiques de l'acier.  
1962   Lew LANDAU (né en 1908), soviétique, pour ses théories fondamentales de la matière condensée. Celles-ci permettent de déterminer la nature des excitations élémentaires (ondes sonores. ondes optiques…) qui se produisent dans un système renfermant un grand nombre de particules (telles qu'un gaz. un liquide, un noyau). Landau a tout particulièrement étudié l'hélium liquide, mais ses théories peuvent être appliquées à n'importe quel système.  
1963   Eugen P. WIGNER (né en 1902). américain, pour ses travaux concernant la théorie des noyaux atomiques et des particules élémentaires, et surtout pour la découverte de principes fondamentaux de symétrie. Les systèmes physiques ont en effet certaines propriétés de symétrie (existence d'un centre, d'un axe.., de symétrie) qui modifient leur comportement. C'est ce lien entre symétrie et comportement que permet d'expliquer la théorie élaborée par Wigner. Celui-ci a également effectué des travaux importants se rapportant à la théorie des réactions nucléaires.
Maria GOEPPERT-MA YER (1906-1972), américaine, Hans JENSEN (né en 1907). allemand, pour le modèle en couches du noyau atomique. Ce modèle considère que, tout comme un électron périphérique, chaque nucléon a une orbite et une énergie bien définies; le noyau comporte ainsi plusieurs couches sphériques concentriques, chacune pouvant accueillir un nombre maximal - dit "magique"- de nucléons.
 
1964   Charles H. TOWNES (né en 1915). américain, Nicolaï BASOV (né en 1922) et Alexandre PROCHOROV (né en 1916), soviétiques, pour leur contribution à la découverte et à la mise au point des oscillateurs et amplificateurs selon le principe "laser-maser".
C. Townes a été le premier à construire un maser à ammoniaque, c'est-à-dire un système où se trouve amplifié un apport d'énergie par les jeux des électrons de la matière sur laquelle il est dirigé. Les Soviétiques réussirent à obtenir ces phénomènes d'émission stimulée, non plus dans l'ammoniaque, mais dans un rubis synthétique contenant des traces de chrome. En réalisant l'émission stimulée à des fréquences de plus en plus grandes, Townes a ensuite créé une sorte de maser optique : le laser.
 
1965   Sin-itiro TOMONAGA (né en 1906), japonais, Julian SCHWINGER (né en 1918) et Richard P. FEYNMAN (né en 1918), américains, pour la création de I'"électrodynamique quantique", qui consiste en l'introduction de la théorie quantique dans le domaine de l'électrodynamique classique. Cette théorie permet notamment d'expliquer l'effet Lamb (voir plus haut, prix Nobel 1955).  
1966   Alfred KASTLER (né en 1902), français, pour la découverte et le développement de méthodes optiques dans l'étude des résonances hertziennes des atomes. Il a en effet eu l'idée d'utiliser ces méthodes pour la détermination des niveaux d'énergie atomiques et l'étude de certains mécanismes fondamentaux (collisions…). On lui doit également la méthode dite de "pompage optique"qui a permis la détermination précise de fréquences de transition atomique et a joué un rôle important dans la réalisation des lasers.  
1967   Hans A. BETHE (né en 1906), américain, professeur à l'université de Cornell (U.S.A.), pour ses contributions à l'étude des réactions nucléaires et ses découvertes concernant la production d'énergie dans les étoiles, principalement dans le Soleil.  
1968   Luis ALVAREZ (né en 1911), américain, pour ses contributions en physique des particules élémentaires. Il a mis au point les premières chambres à bulles à hydrogène liquide de grande capacité. Grâce à ces dernières, il a pu détecter des phénomènes ultra rapides - les résonances - dont la durée de vie est inférieure à 10-23 seconde.  
1969   Murray GELL-MANN (né en 1919 à New York), pour ses contributions et découvertes relatives à la classification (SU3) des particules élémentaires et à leurs interactions.
Ce théoricien a introduit un nouveau nombre quantique, "l'étrangeté", permettant d'expliquer le comportement inhabituel de certaines particules. Il a aussi fourni une classification des nombreuses particules et a prévu théoriquement l'existence d'une nouvelle série d'entre elles : les quarks.
 
1970   Hannes ALFVEN (né en 1908), suédois, et Louis NEEL (né en 1904), français. H. Alfven a reçu ce prix pour ses travaux en magnéto-hydrodynamique et en physique des plasmas. Sa première découverte, en 1942. se rapporte à un phénomène de propagation d'ondes dans un milieu ionisé en présence d'un champ magnétique, connu maintenant sous le nom de ondes d'Alfven . Il a décrit aussi le mouvement de particules piégées au sein de la magnétosphère. ainsi que les oscillations que subit le plasma emprisonné dans la magnétosphère sous l'effet des vents solaires.
Louis Neel a édifié une théorie expliquant le ferromagnétisme - propriété qu'ont certaines substances d'être spontanément aimantées. Ceci a conduit à la découverte d'une catégorie nouvelle d'oxvdes ferromagnétiques, les ferrites, qui sont aujourd'hui couramment utilisées dans les aimants placés sur les portes de placard par exemple. L. Neel a ensuite suggéré l'existence de cristaux antiferromagnétiques dans lesquels, au-dessous d'une certaine température, les moments atomiques s'ordonnent alternativement dans deux directions opposées.
 
1971   Denis GABOR (1900-1979). hongrois, pour l'invention de l'holographie, technique fournissant une photographie sans objectif. en relief et à trois dimensions, d'un objet donné. C'est uniquement par raisonnement que Gabor a élaboré, en 1948. la théorie de l'holographie qui n'a été vérifiée expérimentalement que quinze ans plus tard grâce aux lasers.  
1972   John BARDEEN (né en 1908), Léon N. COOPER (né en 1930) et John R. SCHRIEFFER (né en 1931), américains, auteurs de la théorie dite "B.C.S."donnant la première explication de la supraconductivité, cette propriété qu'ont certains métaux de perdre toute résistance électrique au voisinage du zéro absolu. Bardeen avait déjà eu le prix Nobel de physique en 1956 (voir plus haut) : il est ainsi le premier chercheur à recevoir deux prix Nobel dans la même discipline.  
1973   Leo ESAKI (né en 1925), Ivar GIAVER (né en 1929), américains, et Brian O. JOSEPHSON (né en 1940), anglais, pour leurs travaux sur "l'efft tunnel". Schématiquement, disons que cet effet explique comment un électron parvient parfois à "sauter"une barrière de potentiel a priori infranchissable : tout se passe comme su avait découvert un petit "tunnel"à travers lequel se faufiler.
Leo Esaki expliqua cet effet tunnel"dans les semi-conducteurs et réalisa les premières diodes-tunnels. Quant à Giaver, il mit au point en 1958 le dispositif qui allait permettre. quelques années plus tard, de vérifier les propositions théoriques de B. Josephson. Ce dernier a en effet prédit, sur des bases purement théoriques, le phénomène d'"effet tunnel"apparaissant dans les supraconducteurs. Grâce à "l'effet Josephson"- selon lequel, dans certaines conditions, le courant peu passer à travers deux éléments supraconducteurs séparés par une faible distance - on a pu construire des diodes très rapides. mais qui ne fonctionnent que dans l'hélium liquide.
 
1974   Martin RYLE (né en 1918) et Antony HEWISH (né en 1924), astronomes britanniques, pour leurs recherches de pionniers en radio-astrophysique.
M. Ryle a vu couronner son procédé de "synthèse d'ouverture"(1960) par lequel on peut, en observant la même région du ciel avec des dispositions successives d'une paire d'antennes, couvrir tous les angles et toutes les distances possibles. à l'intérieur d'une surface ceci revient à réaliser l'équivalent d'un très grand télescope. En 1962, il a proposé d'utiliser de surcroît la rotation de la Terre qui donnait un déplacement apparent de la paire d'antennes employée précédemment.
A. Hewish a reçu le prix Nobel pour sa participation, en 1967, à la découverte du premier pulsar, l'une de ces radio-sources qui émettent des impulsions très courtes d'énergie à des intervalles de temps exactement espacés. Il avait également prouvé, trois ans avant, l'existence de la scintillation interplanétaire, due à l'effet des inhomogénéités du vent solaire, sur la propagation des ondes radio.
 
1975   Aage BOHR (né en 1922), Ben MOTTELSON (né en 1926) tous deux danois, et James RAINWATER (né en 1917), américain, pour leur description de la structure du noyau atomique, connue sous le nom de "modèle unifié". Celui-ci résulte de la synthèse de deux modèles antérieurs incomplets : le modèle collectif"(assimilant le noyau à une goutte de liquide) et le modèle en couches"proposé par Mayer et Jensen (voir ci-dessus le prix Nobel de 1963). Il montre que les déformations du noyau résultent du mouvement individuel particulier de quelques nucléons.  
1976   Burton RICHTER (né en 1931) et Samuel C. C. TING (né en 1936). américains, pour leur découverte d'une nouvelle particule élémentaire lourde - la particule phi. Ils ont ainsi confirmé expérimentalement l'hypothèse du charme élaborée en 1970 par Glashow. Iliopoulos et Maiani qui ajoutait une nouvelle propriété grandeur quantique supplémentaire aux particules, pour résoudre certaines difficultés apparues entre la théorie et l'expérimentation.  
1977   Philip W. ANDERSON (né en 1924). sir Neville F. MOTT (né en 1904), John H. VAN VLECK (né en 1899). tous trois anglais. pour leurs travaux théoriques fondamentaux sur la structure électronique des systèmes magnétiques et désordonnés (ces derniers étant en fait les semi-conducteurs amorphes dont les applications sont nombreuses en électronique).
Le prix Nobel attribué à Van Vleck et Mott consacre la carrière de ces deux hommes qui ont largement participé à l'explosion des connaissances physiques en 1930. Le premier a notamment utilisé les concepts de mécanique quantique pour élaborer la théorie moderne du magnétisme. Le second s'est intéressé à la stabilité et à l'organisation des solides, puis s'est rendu célèbre par ses études des phénomènes électroniques amenant un matériau conducteur à devenir isolant, et l'inverse. Il s'est ensuite consacré à appliquer les théories d'Anderson pour réaliser les premiers composants amorphes. Elève de Van Vleck, Anderson est le premier à avoir élucidé le mécanisme de l'antiferromagnétisme et à avoir donné une théorie de la superfluidité, avant d'expliquer pour la première fois le comportement des atomes dans un matériau amorphe.
 
1978   Arno PENZIAS (né en 1933), américain d'origine allemande, et Robert W. WILSON (né en 1936), américain, pour leur découverte du rayonnement cosmologique universel à 3°K qui est un résidu de la boule de feu existant à l'origine de l'Univers ce résultat apporte une confirmation à la théorie de l'expansion de l'Univers.
Piotr Léonidovich KAPITZA, (né en 1894), soviétique, pour ses travaux dans le domaine des très basses températures et sa découverte de la "superfluidité"de l'hélium au-dessous de 2.19°K. Ses autres recherches importantes concernent la production de champs magnétiques intenses (qu'il utilisa dans des expériences de physique atomique), et sa contribution à la technique de liquéfaction de l'hélium.
 
       
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