La fission nucléaire, une affaire de femmes ? Episode 2

Lise Meitner (1878-1968), physicienne autrichienne renommée pour ses travaux sur la radioactivité
Lise Meitner (1878-1968), physicienne autrichienne renommée pour ses travaux sur la radioactivité
Lise Meitner (1878-1968), physicienne autrichienne renommée pour ses travaux sur la radioactivité
Lise Meitner (1878-1968), physicienne autrichienne renommée pour ses travaux sur la radioactivité
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Lise Meitner, juive, austro-hongroise et la seconde physicienne à qui l'on doit la découverte de la fission des noyaux lourds.

En 1938, à Berlin, deux chimistes allemands, Otto Hahn et Friedrich Strassmann, bombardent de l’uranium avec des neutrons. Ils espèrent produire des éléments transuraniens, comme l’équipe d’Enrico Fermi avait cru le faire quatre ans plus tôt. Mais les résultats de leurs expériences ont de quoi faire perdre la tête à des gens raisonnables. Ce qu’ils observent n’a en effet rien de commun avec une transmutation ordinaire : à l’issue de l’irradiation, systématiquement, ces chimistes méticuleux constatent, grâce à une analyse radiochimique rigoureuse, la présence d’intrus apparus dans la cible d’uranium – des atomes de baryum, beaucoup plus légers, qui n’ont a priori rien à faire là. Proviendraient-ils d’impuretés présentes dans le laboratoire, qui se seraient introduites dans la cible ? Hahn et Strassmann vérifient et revérifient les données de leurs expériences : c’est bien l’irradiation de la cible d’uranium par des neutrons qui provoque indirectement l’apparition de traces de baryum, mais par quel mécanisme ? À court d’idées, les deux chimistes discutent de leurs résultats avec leur plus proche collaboratrice, l’Autrichienne  Lise Meitner (1878-1968).

Lise Meitner, une physicienne qui ne perdit jamais son humanité

Une discussion presque exclusivement épistolaire, le nazisme et l’ Anschluss tout récent ayant obligé Lise Meitner, de famille juive, à fuir en Suède, à Stockholm, où elle vit dans des conditions très précaires. C’est elle qui trouvera la bonne interprétation lors des vacances de Noël de l’année 1938, après avoir eu de longues discussions avec son neveu Otto Frisch venu lui rendre visite dans la petite ville de Kungälv : sous l’impact de neutrons, des atomes d’uranium sont capables, comme des poires, de se couper en deux. Dans les semaines qui suivirent, elle proposera une explication du phénomène : reprenant une suggestion faite quelques années plus tôt par les physiciens Georges Gamow et Niels Bohr, elle envisage les noyaux d’atomes comme des petites gouttelettes capables de se déformer de façon progressive, par exemple de s’étirer, puis de se contracter, puis de se distendre à nouveau, jusqu’à éventuellement se rompre. Grâce à cette image, elle comprend que les noyaux d’uranium 235 ont la propriété singulière de pouvoir fissionner. Plus précisément, ces énormes noyaux qui contiennent 92 protons et 143 neutrons, lorsqu’ils sont percutés par un seul petit neutron, peuvent se scinder chacun en deux noyaux plus légers – l’un contenant 56 protons (le baryum), l’autre en contenant 36 (le krypton).

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C’est à Otto Hahn seul, qu’on décernera en 1944 le prix Nobel de chimie

Lise Meitner, parce que juive, ne peut figurer comme coauteur de la publication annonçant dans une revue allemande cette découverte de la fission nucléaire. L’article sera donc signée des seuls Otto Hahn et Friedrich Strassmann. Mais en janvier 1939, elle publiera dans la revue Nature  [1], avec son neveu, la bonne interprétation physique du phénomène.

Dans les mois qui suivront, d’autres physiciens établiront qu’à l’issue de la fission d’un noyau d’uranium 235, deux ou trois neutrons sont émis, qui peuvent ensuite heurter d’autres noyaux d’uranium 235, lesquels fissionnent à leur tour, émettant chacun deux ou trois autres neutrons qui heurteront autant de noyaux d’uranium 235, et ainsi de suite. Là, seulement, on comprit que la fission d’un noyau d’uranium entouré de nombreux autres noyaux de même nature pouvait provoquer une réaction en chaîne explosive. On connaît la suite de l’histoire, quant à elle, atrocement virile : projet Manhattan mené dans le plus grand secret, puis Hiroshima et Nagasaki.

On sait moins, que Lise Meitner rejeta catégoriquement l’invitation qui lui fut faite de participer à la conception de l’arme atomique, car elle "ne voulait rien avoir à faire avec une bombe." Que c’est à Otto Hahn, et à lui seulement, qu’on décerna en 1944 le prix Nobel de chimie", pour sa découverte de la fission des noyaux lourds" - Ida Noddack fut nominée trois fois pour ce prix, Lise Meitner quarante-huit fois, mais aucune d'elle ne l’eut jamais… Et on sait moins, enfin, que sur la tombe de Lise Meitner, dans le petit cimetière de Bramley en Grande-Bretagne, se trouve cette inscription rédigée par Otto Frisch : "Lise Meitner, une physicienne qui ne perdit jamais son humanité"...

[1] Lise Meitner and Otto Frisch Desintegration of Uranium by Neutrons : a New Type of Nuclear Reactions, Nature, Volume 143, number 3615, 239-240.

Au théâtre, à Paris

*La vie et l’œuvre de Lise Meitner racontées dans une pièce de théâtre écrite par Elisabeth Bouchaud, au Théâtre de la Reine Blanche, à Paris. Elle a pour titre Flammes de science/exil.

La chronique est à écouter dans son intégralité en cliquant sur le haut de la page. Histoire, économie, sciences, philosophie, histoire de l'art… Écoutez et abonnez-vous à la collection de podcasts "Le Pourquoi du comment " ; les meilleurs experts répondent à toutes les questions que vous n'osez poser.

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