Ernest Orlando Lawrence

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Ernest O. Lawrence

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Naissance 8 août 1901
Canton (Dakota du Sud) (USA)
Décès 27 août 1958 (à 57 ans)
Palo Alto (USA)
Nationalité Drapeau des États-Unis États-Unis
Champs Physicien
Institutions Université Yale
Université de Californie à Berkeley
Renommé pour L'invention du Cyclotron
Accélérateur de particules
Projet Manhattan
Distinctions Elliott Cresson Medal (1937)
Prix Nobel de physique (1939)
Prix Enrico Fermi (1957)
Oppenheimer, Fermi et Lawrence.

Ernest Orlando Lawrence (8 août 1901 - 27 août 1958) est un physicien américain. Il est lauréat du prix Nobel de physique de 1939 « pour l'invention et le développement du cyclotron [...][1] ». Il a aussi participé au projet Manhattan.

Il eut une longue carrière comme professeur de physique à l’université de Californie à Berkeley. L’élément chimique 103 est appelé lawrencium en son honneur.

Biographie[modifier | modifier le code]

Né à Canton, Dakota du Sud, Lawrence entame ses études au Saint Olaf College dans le Minnesota, puis, à la fin de sa première année, à l’université du Dakota du Sud, où il obtient une licence en 1922. Suivent une maîtrise de physique en 1923, à l’université du Minnesota et un Ph.D. de physique en 1925 à l’université Yale. Il reste à Yale où il mène des recherches sur l’effet photoélectrique et y devient professeur assistant en 1927.

En 1928, il est nommé professeur associé de physique à l’université de Californie à Berkeley, et est titularisé deux ans plus tard, devenant ainsi le plus jeune professeur du campus de Berkeley.

On le surnomme le « briseur d’atomes » (« Atom Smasher »), l’homme qui « tenait la clé » de l'énergie atomique.

« Il voulait faire de la « Big Physics » (comme on dit « Big Science »), des travaux de grande envergure impliquant beaucoup de personnes » affirme Herbert York, le premier directeur du Radiation Laboratory[2].

Le cyclotron[modifier | modifier le code]

L’invention du cyclotron a pour origine un schéma sur un bout de papier. Alors qu’il est assis un soir à la bibliothèque, Lawrence jette un œil sur un la revue Archiv für Elektrotechnik et tombe sur la description de l'accélérateur de Rolf Wideröe. L’idée consistait à produire des particules de très haute énergie, nécessaires à la désintégration atomique, grâce à une succession de très petites « poussées » en les faisant tourner en rond. Pour faire tourner en rond des particules chargées, il faut plonger l'ensemble du dispositif dans un champ magnétique puissant permettant de modifier leur trajectoire. Wideröe voulait accélérer ces particules en faisant varier le champ magnétique, suivant le principe du bêtatron. Mais il renonça à la construction de son bêtatron faute de disposer à l'époque d'un oscillateur de haute fréquence. L'idée de Lawrence est plus ingénieuse car elle consiste à faire tourner ces particules dans un champ magnétique mais en les accélérant à l'aide d'un champ électrique. Lawrence annonce à ses collègues qu’il a trouvé une méthode pour produire des particules de très haute énergie sans utiliser une très forte tension électrique.

Le premier modèle de cyclotron de Lawrence, d'un diamètre d'une dizaine de centimètres et fait de fils et de cire à cacheter, a coûté probablement 25 USD en tout. Il est fabriqué en 1931 par un étudiant, Stanley Livingstone, travaillant au laboratoire de Lawrence. Avec une tension de seulement 1 800 volts, ils obtiennent des protons de 80 000 eV, après avoir fait subir à ceux-ci plus de 80 accélérations successives. Lawrence met ensuite au point des modèles toujours plus grands au service des expériences en physique des hautes énergies. Autour du cyclotron, Lawrence construit le Radiation Laboratory, qui devient un des laboratoires les plus avancés de la recherche en physique.

« Sans aucun doute, la plus grande réussite de Lawrence a été d’inventer le cyclotron, dit York. Le cyclotron a eu un impact important sur les avancées scientifiques qui l’ont suivi. »

En 1936, Lawrence devient directeur du Radiation Laboratory et le reste jusqu’à sa mort. En 1937, il est lauréat de la médaille Hughes. En novembre 1939, il reçoit le prix Nobel de physique « pour l'invention et le développement du cyclotron et pour les résultats obtenus, particulièrement les éléments radioactifs artificiels[1] ».

Durant la Seconde Guerre mondiale, Lawrence participe avec ardeur aux recherches américaines sur la possibilité de réaliser une arme basée sur la fission nucléaire. Son Radiation Laboratory devient un des principaux centres de recherches sur ce sujet, et c’est Lawrence qui introduit Robert Oppenheimer dans ce qui va devenir le Projet Manhattan. Très tôt favorable à la méthode de séparation électromagnétique pour enrichir l’uranium, Lawrence fabrique ses « calutrons » (un type spécial de spectromètre de masse) pour l'importante usine de séparation de Oak Ridge, dans le Tennessee.

Article détaillé : projet Manhattan.

Après la guerre, Lawrence mène une vaste campagne afin que le gouvernement subventionne de grands programmes scientifiques. Il est considéré comme un des pionniers de l’ère de la « Big Science » qui fait appel à de grands instruments et à de lourds investissements.

En juillet 1958, le président américain Dwight David Eisenhower envoie Lawrence à Genève pour qu’il négocie la suspension des essais nucléaires avec l’URSS. Lawrence tombe malade alors qu’il est à Genève et doit retourner à Berkeley. Il meurt un mois plus tard à Palo Alto en Californie.

23 jours après sa mort, les « Regents » de l’Université de Californie décident de renommer le Radiation Laboratory du nom de Lawrence.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b (en) « for the invention and development of the cyclotron and for results obtained with it, especially with regard to artificial radioactive elements » in Personnel de rédaction, « The Nobel Prize in Physics 1939 », Fondation Nobel, 2010. Consulté le 15 juin 2010
  2. (cité sur le site officiel du laboratoire)

Lien externe[modifier | modifier le code]

Sur les autres projets Wikimedia :

  • (en) Biographie sur le site de la Fondation Nobel (la page propose plusieurs liens relatifs à la remise du prix, dont un document rédigé par le lauréat — le Nobel Lecture — qui détaille ses apports)