Depuis sa création en 1901, un bon nombre de physiciens ont reçu le Prix Nobel de physique. Chacun des lauréats a apporté sa contribution au monde immense de la physique. Études Tech te dresse une liste exhaustive des physiciens les plus réputés ayant reçu cette prestigieuse récompense.
Qu’est-ce que le Prix Nobel de physique ?
Le Prix Nobel de physique est créé en 1901 en même temps que le Prix Nobel de la paix, de chimie, de médecine, de la littérature et celui de la paix. Il s’agit de la plus prestigieuse récompense en physique décernée tous les ans par l’Académie Royale de Suède. Chaque année, le nombre de lauréats peut varier allant d’un seul jusqu’à trois la même année. Néanmoins, il existe, tout de même, plusieurs conditions pour pouvoir prétendre à un Prix Nobel de physique. Tout d’abord, il faut que les recherches du physicien aient apporté une contribution remarquable au monde de la physique. En clair, il faut qu’elles aient donné lieu à des avancées significatives dans ce domaine, cela peut être soit via la découverte de nouveaux phénomènes ou soit via des théories permettant d’expliquer des phénomènes incompris. Il faut également que l’impact de ces découvertes s’inscrive sur le long terme, mais aussi qu’elles puissent avoir des répercussions sur d’autres secteurs comme la technologie par exemple. Enfin dernière condition pour pouvoir être éligible au Prix Nobel, il faut que la découverte ait un impact historique et une signification universelle. En clair, elle doit profiter à l’ensemble de l’humanité et doit avoir marqué de manière considérable le monde de la physique.
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Marie Curie : La première femme lauréate du Prix Nobel de physique
Marie Skłodowska-Curie, plus connue sous le nom de Marie Curie était une physicienne polonaise, qui a été naturalisée française après son mariage avec Pierre Curie. Durant son illustre carrière, elle a reçu deux Prix Nobel. Le premier en 1903 qu’elle partage avec son mari Pierre Curie et Henri Bocquerel pour leurs travaux sur la radioactivité. Leurs recherches ont abouti à la découverte de plusieurs éléments radioactifs comme le polonium et le radium. Les trois scientifiques ont également permis de mieux comprendre la radioactivité. Leurs travaux seront remplis plus tard lors des recherches autour du monde nucléaire et ont servi lors de l’obtention de la première fission nucléaire qui a conduit, par la suite, à la création de la bombe atomique.
Après avoir reçu un Prix Nobel de physique, Marie Curie obtient un second Prix Nobel, cette fois-ci, en chimie grâce aux travaux exceptionnels qu’elle a réalisés sur le radium et le polonium. Elle a notamment découvert les propriétés médicales de ces éléments radioactifs.
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Max Planck : Un pionnier de la physique quantique
Max Planck était un physicien allemand qui s’est surtout fait remarquer au début du siècle dernier. En effet, dès 1900, il s’attaque au problème du rayonnement des corps noirs. Un corps noir absorbe tous les rayons électromagnétiques. Par conséquent, il ne renvoie pas la lumière. Cependant, s’il est chauffé à une certaine température, il émet de la lumière et c’est ce qui est appelé le rayonnement des corps noirs. À plus de 600 degrés, la lumière devient rouge et à plus de 2 000 degrés, elle devient blanche. Cependant, en dessous de 600 degrés et au-dessus de 2 000 degrés, le corps noir renvoie également un rayonnement, mais il n’est pas perceptible par l’œil humain parce qu’il entre respectivement dans le domaine de l’infrarouge et de l’ultra-violet.
Plusieurs scientifiques ont tenté d’expliquer ce phénomène sans jamais réussir à trouver une explication fonctionnant pour l’infrarouge et pour l’ultra-violet. Max Planck résout ce problème lorsqu’il met au point la Constance de Planck en 1900. Celle-ci dit que l’émission et l’absorption de la lumière par un corps noir ne se fait pas de manière continue, mais par petits paquets, ce qu’il qualifie de quanta d’énergie. Cette théorie est l’une des théories fondamentales de la physique quantique parce qu’elle permet de mieux appréhender ce monde qui ne répond pas de la physique classique.
La Constance de Planck met fin aux croyances non-atomistes. Plusieurs scientifiques, dont Max Planck lui-même, pensaient que la matière était continue, ils ne croyaient pas en l’existence de l’atome. Par exemple, selon eux, il était possible de couper une pomme à l’infini du moment que l’on disposait d’un couteau suffisamment fin pour le faire. Cette nouvelle découverte de Max Planck lui a valu le Prix Nobel en 1918.
Albert Einstein : Le lauréat du prix Nobel de physique le plus connu
Le prix Nobel pour ses découvertes sur l’effet photoélectrique.
Albert Einstein est, sans aucun doute, le physicien le plus connu de cette liste. C’était un scientifique allemand qui a reçu le Prix Nobel en 1921 pour sa découverte de la loi sur l’effet photoélectrique en 1905. Cette loi dit que si des photons frappent des surfaces métalliques avec une fréquence suffisamment importante, alors il est possible d’éjecter des électrons de la surface de l’atome. Cette théorie permet de mieux comprendre le fonctionnement de la lumière en venant renforcer le concept de la « dualité onde-particule ». En effet, la lumière possède des propriétés physiques qui lui sont propres. Elle est capable de se comporter à la fois comme une onde, mais aussi comme un ensemble de particules nommées les photons comme c’est le cas dans la loi sur l’effet photoélectrique émise par Einstein. De plus, cette découverte de la part du physicien allemand a joué, ensuite, un rôle lors de l’émergence de la physique quantique pour pouvoir parvenir à déterminer un modèle d’atome quantique.
La théorie sur la relativité peu admise lors de sa publication
Si la théorie la plus connue d’Albert Einstein est sa théorie sur la relativité, parue en 1915, il est important de souligner qu’il n’a pas reçu son Prix Nobel grâce à elle. En effet, lors de sa publication, elle était peu admise parce qu’elle entrait totalement en contradiction avec les croyances de l’époque. En réalité, en physique, il est plutôt rare que des théories nouvelles, bouleversant les codes alors en place, soient directement admises par les physiciens. Plusieurs exemples viennent démonter cela. Lorsqu’Otto Hahn parvient à obtenir la première fission nucléaire, de nombreux physiciens continuent de croire qu’elle est impossible et tentent de reproduire l’expérience de leur côté pour admettre l’avancée du physicien allemand. Même cas de figure pour deux physiciens, abordés plus loin, dans cet article : Niels Bohr et Werner Heisenberg. Le premier a publié un article sur la constitution des atomes qui a totalement changé la perception d’aborder la physique quantique entraînant de longs et importants débats avec Albert Einstein pour savoir lequel des deux avait la meilleure approche. Or, Einstein n’était pas le seul à ne pas valider cet article. Beaucoup de ses pairs ont rejoint sa position et il a fallu plusieurs années pour que Niels Bohr convainc le monde scientifique de sa théorie. Werner Heisenberg découvre le principe d’incertitude qui démontre que les propriétés en physique quantique ne peuvent pas être figées dans le marbre, ce qui à l’époque a également fait débat.
Pour en revenir à la théorie de la relativité d’Albert Einstein, Max Planck a été convaincu dès le départ par cette idée nouvelle et a usé de son influence pour qu’elle soit admise le plus rapidement possible.
Niels Bohr : Un révolutionnaire dans le monde de la physique
Niels Bohr était un physicien danois qui a œuvré principalement au début du XXe siècle. En 1913, il publie un article révolutionnaire nommé « Sur la Constitution des atomes et des molécules ». Dans celui-ci, il propose un nouveau modèle atomique appelé modèle de Bohr. Il dit que les électrons se déplacent autour de leur noyau atomique sur des orbites quantifiées et stables, il introduit le concept de quantification. Niels Bohr découvre le principe de complémentarité. Il dit qu’en physique quantique, certaines propriétés en physique quantique ne peuvent pas être calculées avec la même précision. Ce principe sera, plus tard, repris par l’un de ses élèves, Werner Heisenberg, lorsqu’il met au point son célèbre Principe d’Incertitude. Ainsi, Niels Bohr a reçu le Prix Nobel de physique en 1922 pour avoir posé les bases de la physique quantique. Son article sur la Constitution des atomes et des molécules a provoqué un clivage au sein du monde scientifique. Les plus anciens n’adhéraient pas à cette nouvelle théorie tant elle était audacieuse et novatrice tandis que les plus jeunes ont tout de suite compris où Niels Bohr voulait en venir et ont été de plus en plus nombreux à s’intéresser aux travaux du professeur.
Werner Heisenberg : Le créateur du principe d’incertitude
Werner Heisenberg était un élève de Niels Bohr. À l’instar de son professeur, il a également reçu le prix Nobel de physique pour sa découverte du principe d’incertitude en 1927. Celui-ci dit qu’en physique quantique, certaines propriétés ne peuvent pas être étudiés en même temps et avec la même précision. Il reprend le principe de complémentarité de Niels Bohr et l’approfondit. En effet, Heisenberg dit qu’il est impossible de calculer précisément et simultanément la position et la quantité de mouvement d’un corps dans l’espace. Si tu obtiens la position, alors il te sera difficile de déterminer la quantité de mouvement et inversement. Pour illustrer son principe d’incertitude, Werner Heisenberg a mis au point une équation mondialement connue dans le monde de la physique : ∆x x ∆p ≥ h : 4π, x symbolise la position, p la quantité de mouvement, ∆ le principe d’incertitude et h la Constance de Planck. Son principe d’incertitude lui a valu le Prix Nobel de physique en 1932.
Alain Aspect : Le dernier lauréat du prix Nobel de physique
Alain Aspect est un physicien français qui a reçu le dernier Prix Nobel de physique en 1922 avec deux de ses collègues, l’Américain John F. Clauser et l’Autrichien Anton Zeilinger pour leur découverte en matière de physique quantique. En effet, ils ont constaté que deux particules quantiques sont parfaitement corrélées peu importe la distance qui les sépare. Il s’agit d’une nouvelle règle propre uniquement à la physique quantique et qui ne pourrait pas s’appliquer à notre échelle. En effet, il est impossible que deux éléments se coordonnent parfaitement sans une action au préalable, ce qui est totalement possible en physique quantique. Cette découverte introduit l’intrication quantique. À terme, elle va permettre d’améliorer la vitesse des ordinateurs ou des nouvelles technologies avec les qubits, les bits quantiques. Désormais, ces derniers ne seront plus obligés de se limiter à 0 ou 1 et pourront contenir plus d’informations.
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