L’épopée des découvertes de la radioactivité et du noyau atomique

Le centenaire de la découverte de la radioactivité a été célébré de 1996 à 1998. Des expositions, des rencontres, des films, des colloques, des conférences ont été organisés. Il y a eu des publications aussi, en grand nombre, qui ont contribué à informer et mieux faire connaître les implications de cette découverte majeure – tant du point de vue de la connaissance sur la structure de la matière que des implications dans de très nombreux domaines. À l’époque de la découverte, l’atome n’était qu’hypothétique. Son existence était même controversée. Elle a été définitivement prouvée en 1906 par Jean Perrin.

Marie Curie a très vite eu l’intuition que « quelque chose se passait à l’intérieur de l’atome ». Avec Pierre Curie, elle avait postulé que la radioactivité était un phénomène atomique. C’était une révolution dans la conception de l’atome : « l’atome n’est pas immuable, insécable ». Il se transforme.

De nombreux et grands scientifiques ont découvert, en étudiant les rayonnements émis par les atomes radioactifs ou en se servant d’eux, que l’atome était constitué d’un noyau très dense autour duquel gravitent des électrons, que le noyau est composé de neutrons et de protons, et que ceux-ci sont eux-mêmes composés de quarks. Ils ont « inventé » puis détecté des neutrinos, dont l’importance est grande car ils pourraient expliquer au moins en partie la nature de la masse cachée dans notre Univers.

Vidéo du Ganil : Une page d’histoire

En même temps, ils ont compris qu’une des formes de la radioactivité est due à l’une des forces qui règne dans la nature : l’interaction faible. Cette force s’explique par l’existence de particules lourdes et très instables. Un grand accélérateur du CERN observa pour la première fois en 1983 ces particules fugitives, les bosons W et Z°. Cette découverte marqua un aboutissement : l’origine du phénomène de la radioactivité qui avait paru si mystérieuse 80 ans auparavant devenait parfaitement comprise.

Entre temps, pendant que l’exploration de l’infiniment petit se poursuivait, la radioactivité avait essaimé en d’innombrables applications.

Jeanne Laberrigue – Directrice de Recherches émérite au CNRS/IN2P3

Quelques dates marquantes après les premières découvertes

– 1934 Mise en service du premier cyclotron à Berkeley

– 1937 Découverte du muon dans le rayonnement cosmique

– 1951 Début de la tomographie par émission de positon

– 1954 Création du grand centre de physique des particules au monde, le CERN à Genève

– 1954-56 Découvertes de l’antiproton puis de l’antineutron au Bevatron de Berkeley

– 1957 Démarrage du synchrocyclotron, premier grand accélérateur du CERN

– 1962 Découverte du neutrino-mu

– 1974 Découverte du J/Psi une particule contenant une nouvelle espèce de quarks appelés charmés

– 1983 découverte expérimentale au CERN des bosons W et Z° responsables des interactions faibles