Bruno Pontecorvo
Bruno Pontecorvo (22 août 1913 – 24 septembre 1993) était un physicien italo-soviétique. De lui viennent deux idées qui portent la physique des neutrinos jusqu'à aujourd'hui : le procédé avec lequel Raymond Davis mit en évidence les neutrinos solaires, et l'idée de l' oscillation des neutrinos.
Son nom est le P de la matrice PMNS.
Chez Fermi à Rome
Pontecorvo grandit en Toscane et arriva à dix-huit ans à Rome, où il fut admis dans le groupe de travail réuni autour d'Enrico Fermi — les fameux garçons de la via Panisperna. Il était le plus jeune d'entre eux ; les autres l'appelaient il cucciolo, le chiot.
En 1934, il participa à la découverte pour laquelle Fermi reçut le prix Nobel : celle que les neutrons lents déclenchent des réactions nucléaires bien plus efficacement que les neutrons rapides.
Lorsque l'Italie promulgua des lois raciales en 1938, Pontecorvo, en tant que juif, quitta le pays. Par Paris, par une fuite à bicyclette devant la Wehrmacht allemande, par les États-Unis et le Canada, il gagna la Grande-Bretagne.
La proposition chlore-argon
En 1946, Pontecorvo publia une réflexion sur la manière dont on pourrait trouver le neutrino, à l'époque encore non mis en évidence : par une réaction nucléaire au cours de laquelle un noyau de chlore 37 se transforme en argon 37.
L'attrait de la proposition résidait dans la chimie. L'argon est un gaz noble — il ne forme aucune liaison et se laisse donc chasser d'une grande quantité de liquide, même s'il ne s'agit que de quelques atomes.
C'est exactement ce procédé que Davis mit en œuvre vingt ans plus tard dans l'expérience Homestake.
Le passage en Union soviétique
En 1950, Pontecorvo disparut avec sa famille pendant des vacances en Italie et réapparut cinq ans plus tard en Union soviétique. Il travailla dès lors à l'Institut unifié de recherches nucléaires de Doubna.
Les circonstances ne sont pas entièrement élucidées à ce jour. Pontecorvo était un communiste convaincu ; en même temps, il était sous surveillance depuis l'arrestation de Klaus Fuchs. La question de savoir s'il s'est enfui parce qu'il craignait d'être démasqué ou s'il est parti par conviction reste controversée.
Ce passage eut des conséquences pour son rayonnement scientifique. Ses travaux parurent désormais en russe et ne furent perçus en Occident qu'avec retard — ce qui explique pourquoi certaines de ses idées n'y furent attribuées que plus tard.
L'oscillation
En 1957 et 1958, Pontecorvo présenta à Doubna l'idée qui le rendit immortel.
Pour les kaons neutres, on savait que deux états peuvent se transformer l'un en l'autre. Pontecorvo demanda si quelque chose de semblable était possible chez les neutrinos — si un neutrino pouvait donc se transformer en chemin en un antineutrino ou en une autre espèce.
À l'époque, on ne connaissait qu'une seule espèce de neutrino, et l'idée paraissait oiseuse. Ce n'est qu'en 1962 que Maki, Nakagawa et Sakata formulèrent au Japon le mélange de trois espèces sous la forme aujourd'hui usuelle.
En 1968, lorsque les premiers résultats de Davis montrèrent le déficit, Pontecorvo fut l'un des rares à renvoyer aussitôt à l'oscillation comme explication. Trente années supplémentaires devaient s'écouler jusqu'à la confirmation par Takaaki Kajita.
Autres contributions
L'idée qu'il pourrait exister plus d'une espèce de neutrino remonte elle aussi à Pontecorvo. Il proposa en 1959 de vérifier cela avec un accélérateur — c'est exactement ce que firent Schwartz, Lederman et Steinberger trois ans plus tard, et ils reçurent pour cela le prix Nobel.
Pontecorvo lui-même ne le reçut jamais.
Postérité
Il mourut en 1993 à Doubna. Ses cendres furent partagées : une moitié repose au cimetière protestant de Rome, l'autre à Doubna — une dernière expression de cette division qui avait déterminé sa vie.
Des trois grandes idées de la physique des neutrinos des débuts — la particule elle-même, la théorie qui l'accompagne et l'oscillation — la troisième vient de lui.
Termes associés
- Oscillation des neutrinos — son idée de 1957
- Matrice PMNS — le P du nom
- Expérience Homestake — son procédé de mise en évidence
- Enrico Fermi — son maître
Sources
- B. Pontecorvo : Inverse beta process, Chalk River Report PD-205 (1946).
- B. Pontecorvo : Mesonium and antimesonium, Soviet Physics JETP 6, 429 (1957).