physique atomique et nucléaire au XX° siècle à lyon... et ailleurs

Pascal Bellanca-Penelenseignant Lycée Ampère LyonDoctorant UCBL, Lyon1.

Laboratoire Science, Société, Historicité, Pratiques (S2HEP)Université Claude Bernard, Lyon1.

Université Ouverte, Musée Gadagne, 11 décembre 2013

Jean Thibaud (1901-1960)

Précurseur de la physique atomique et nucléaire à Lyon

Institut de physique atomique, 1947, fond privé Lafoucrière

Plan parcellaire 1935, (archives municipales de Lyon)

2 étages au 1 de la rue Raulin

Laboratoire de physique atomique de Lyon1936-1937

groupe de pompage, Institut de Physique Atomique de Lyon.

Mlle Laurent, devant l’appareil à extration de Radon, Institut de physique nucléaire, 1947, Fond privé Moussa

André Moussa dans son laboratoire de la rue Raulin, partie du laboratoire de physique atomique. Date inconnue, Collection du Musée d’histoire de la

médecine, Lyon.

(petit)retour sur

l’atome

Partie 1

L’atomisme (avant l’atome)

Leucippe(460-370)

naissance de l’idée d’un «a-tomos»

Démocrite(460-370) :

des atomes et du vide...

Démocrite riant, Brugghen,1628« Toute rencontre avec les hommes fournissait à Démocrite matière à rire. »

— Juvenal Satires, X, V, vers 47

les chimistes et

L’atomisme quantitatifXVIII-XIX° siècle

Joseph. L. Proust(1754-1826)

1794Loi des proportions

définies. Précurseur de

l’atomisme quantitatif

Eau Oxygène

Hydrogènem(Oxygène)m(hydrogène)

= 8

1789 - Traité élémentaire de chimie - Antoine Lavoisier, planche IV, fig. 5

J.Dalton(1766-1844)1803-1808

Première théorie atomique quantitative

de la matière.Symboles / Poids

atomes

molécules

William Prout1785-1850

1815 : les poids atomiques multiples entiers du poids atomique de

l’hydrogène

Les atomes (si ils existent) ne seraient que des combinaisons plus ou moins lourdes

de l’hydrogène.

H

Prout, 1815

Du côté des

physiciens

Des gaz raréfies et des rayons

1850-

C

A

Les rayons cathodiques

Gaz à faible pression

Tension électrique imposée Croix de Malte

Écran fluorescent

1869

1895La folie des

rayons X

W. Röntgen(1845-1923)8 nov 1895

les rayons XUn nouveau type de radiation lumineuse :

Prix Nobel 1901

Cathode anode

Rayons X

Gaz raréfié

Spectre électromagnétique

Premier traitement médical au rayons X aux USA3 février 1896

22 mai 1898

C

A

Les rayons cathodiques

Gaz à faible pression

Tension électrique imposée Croix de Malte

Écran fluorescent

1869

J.-J. Thomson(1856-1940)

1894-1897

Nature des rayons cathodiques

Les rayons cathodiques de J.J. Thomson : des «corpuscules négatifs»

Tube à décharge

Solénoïdes permettant la production du champ

magnétique

Plaques de déflection électrostatique

e−«Découverte» de l’électron

me− = 9,1*10−31kg

J.-J. Thomson(1856-1940)

1904

propose un nouveau modèle de l’atome

On the structure of the atom, J. J Thomson, Philosophical magazine, 1904source : http://www.cond-mat.physik.uni-mainz.de/~oettel/ws10/thomson_PhilMag_7_237_1904.pdf

+soupe positive

+Des électrons par milliers

modèle de Thomson

A la frontière

chimie-physique

Le phénomène radioactif

Henri Becquerel(1852-1908)

1896Découvre les

rayons uraniquesNobel 1903

L’atome en famille

Les Curie et Joliot Curie

1897, Thèse de M. Curie sur les rayons uraniques

E. Rutherford,(1871-1937)

1899

découvre deux types de rayonnements dans les

rayons uraniques :

- rayons alpha- rayons béta

Nobel 1908

L’atome, un fait

«robuste»

C.Barkla(1877-1944)

1902-1906

Rayons X et nombre d’électrons par atome !

Nobel 1917Pour sa découverte des rayons X secondaires caractéristiques de

chaque élément chimique

C.Barkla(1877-1944)

1911

Le nombre d’électrons diffuseurs par atome est environ la moitié du poids atomique dans le cas

des atomes légers

Carbone : - poids atomique 12- 6 électrons

périphériques

+

Rutherford,(1871-1937)

1911Inventeur du

noyau atomique

Nobel 1908

Rutherford,(1871-1937)

1911Inventeur du

noyau atomique

Nobel 1908

+

Niels Bohr(1885-1962)

1913Modèle atomique à

couches

couches électroniques

+

Jean Perrin (1870-1942)

1913Les atomes

réalité des molécules

Nobel 1926Jean Perrin devant son mega spectroscope 1927(institut Curie) -

[photographie de presse] _ Agence Meurisse

http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k373955h/f3.image

Rutherford (bis),(1871-1937)

1919

Prouton ou

Proton ?

Nobel 1908

L’atome années 20

+

+

Rayons α

Rayons βLes atomes transmutent

+

Rayons α

Rayons βLes atomes transmutent

e−

protonsNoyau

Électrons «essentiels»

(Marie Curie)

Électrons périphériques

L’atome années 30

P.A.M Dirac(1902-1984)

1928

Prédiction de l’anti-électron

Nobel 1933

C.D Anderson(1905-1991)

Août 1932

découvre les anti-électrons

Nobel 1936

Août 1932

plaque de plomb de 6mm

Cloud chamber photograph of the first positron ever observed, Physical Review, Vol.43, p. 491, March 15, 1933, Carl D. Anderson

Août 1932

plaque de plomb de 6mm

Cloud chamber photograph of the first positron ever observed, Physical Review, Vol.43, p. 491, March 15, 1933, Carl D. Anderson

particule incidente63 Mev

particule émergente23 Mev

James Chadwick(1891-1974)

1932

Découverte d’une autre particule dans le noyau :

le neutron

Nobel 1935

Neutron

Proton

01n→ 1

1p + −10e

e−

10−15m

10−10m

Les années 30 :Naissance des

accélérateurs de particules

Ernest O. Lawrence (1935). LBNL Image Library

E. O. Lawrence (1901-1958)

1931

Le premier accélérateur circulaire :

cyclotron

Ernest O. Lawrence (1935). LBNL Image Library. Prix Nobel 1939

pour sa découverte du cyclotron. cyclotron

Cyclotron

Jean Thibaud

Physicien atomiste et nucléaire

Partie 2

Jean Thibaud(1901-1960)

1927photo : A. Martinie

Laboratoire de Maurice de Broglie, date inconnue. Archive de l’Académie des Sciences

1930

5 éditions jusque dans les années 60

La Nature. Revue des sciences et de leurs applications aux arts et à l'industrie 1933 p345

1933

La Nature. Revue des sciences et de leurs applications aux arts et à l'industrie 1933 p345

Thibaud, précurseur du cyclotron ?

Thibaudinvente la

méthode de la trochoïde

Août1933

Thibaud, J. «Positive Electrons: Focussing of Beams, Measurement of Charge-to-Mass Ratio, Study of Absorption and Conversion into Light». Physical Review 45, 781–787 (1934).

électroaimant de l’Institut de Physique Atomique de Lyon circa 1936

7ème congrès Solvay, 22-29 octobre1933

Thibaud n’est pas convié !

Décembre1933

Thibaud et Joliotobservent

l’annihilation de l’anti-électron

e−e+

Photon

Photon

Annihilation de la matière au contact de

l’anti-matière

C.R.A.S18 déc 1933

1935

IPAfondation de l’institut de physique atomique

de Lyon

Institut de physique atomique, 1947, fond privé Lafoucrière

Plan parcellaire 1935, archives municipales de Lyon

1938Thibaud à l’Académie

1938-1939

L’institut de physique atomique de Lyon et

la «scission» ou «fission» de l’Uranium

Refl

ets

de L

yon

la r

evue

de

l'élit

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ise

prin

tem

ps 1

946,

pre

miè

re a

nnée

1945

1950-1962formation atomique et nucléaire des cadres

militaires

1951CPPN

Centre de perfectionnement en physique nucléaire

source : http://www.cdnbc.terre.defense.gouv.fr/spip.php?rubrique4

Accélérateur de type Cockcroft-Walton

Accélérateur à «1 million de volt»

installé au fort de la vitriollerie

19551er Octobre

CPAASCentre de

perfectionnement atomique des armes

spécialessource : http://www.cdnbc.terre.defense.gouv.fr/spip.php?rubrique4

1960IPNL

Institut de physique nucléaire de lyon.

plans 1962 originaux du complexe de

l’IPNL

ingrédients du modèle standard de la physique des particules

1 boson de Higgs par jour produit au LHC

(2011-2012)

«évidence» du boson de Higgs

Jean Thibaud...

Vous connaissez ?

Partie 3

Joliot-Curie

Leprince Ringuet

Perrin

Thibaud

Kowarski

F. Joliot Curie(1900-1958)

1934Radioactivité artificielle

Nobel 1935

-directeur du CNRS(Août 44-février 46)

-Haut commissaire du CEA

(1945-1950)

13 février 1936J. Perrin, P. Langevin et le C.V.I.A

Troupes allemandes paradant rue de la République à Lyon (archives Le Progrès)

Thibaud et Vichy :

une accommodationqui ne

passe pas

Acte 1 novembre 1940

«Je regrette surtout que ton laboratoire passe entre les mains d’un homme qui n’a pas semble-t-il un idéal l’en rendant digne»

Lettre de Francis Perrin à son père Jean Perrin

10 novembre 1940

Fernand Holweck(1890 -1941)

Arrêté et torturé par la Gestapo du 11 au21 décembre 1941

Acte 2

Thibaud à la tête de l’ESPCI

Source archives municipales : http://www.archives-lyon.fr/archives/sections/fr/histoire_de_lyon/les_arts__technique/

affiches/bugatti_berliet/bugatti/paris-lyon_en_4_h_50/?&view_zoom=1

Mai 1935

Octobre 1942

La fin de la guerre à Lyon

1944

Rue chevreul et rue Raulin après les Bombardements alliés du 26 mai 1944

fond privé Moussa

fond privé Moussa

fond privé Moussa

fond privé Moussa

21 septembre

1944 : Thibaud

révoqué

Acte 3

décision du 23 Mars 1945

Acte 4

Le CEA

12 juin 1950, Les Allobroges

Franc-tireur, 9 janvier 1951

Le Monde, 9 janvier

1951

Le Figaro, 10 janvier

1951

Le

Pays

-ce-

mat

in,

10 ja

nvie

r 19

51

Le Monde, 17 janvier 1951

Texte

Allobroges de Grenoble, 16 janvier 51

Libération du 16 janvier 1951

Libération, 17 janvier 1951

L’Aurore, 19 janvier 1951

Texte

Combat, 23 janvier 51

Texte

Le Monde, 24 janvier 51

L’Humanité, 23 janvier 1951

séance du 22

janvier 1951

conclusion

bibliographie