Clyde Cowan

Clyde Lorrain Cowan junior (6 décembre 1919 – 24 mai 1974) était un physicien américain. Avec Frederick Reines, il réussit en 1956 la première mise en évidence du neutrino.

Parcours

Cowan étudia le génie chimique à la Missouri School of Mines and Metallurgy. Pendant la Seconde Guerre mondiale, il servit en Europe et s'y occupa de technique radar — une expérience qui allait devenir plus importante pour son travail ultérieur que sa discipline d'études.

Après la guerre, il soutint en 1949 une thèse de physique à la Washington University de Saint-Louis, puis partit pour Los Alamos. Il y rencontra Frederick Reines, et de cette rencontre naquit le projet qui devait les rendre célèbres tous les deux.

Ce qu'il a apporté

Le partage des tâches entre les deux hommes se laisse bien décrire.

Reines avait l'audace théorique — la conviction que l'on pouvait mettre en évidence une particule que Wolfgang Pauli lui-même avait tenue pour introuvable.

Cowan apportait ce sans quoi l'entreprise aurait échoué : l'expérience des détecteurs, de l'électronique et du traitement du signal. Car la mise en évidence du neutrino était moins une question d'idée qu'une question de technique. Il s'agissait de séparer un événement extrêmement rare d'un bruit de fond bruyant — avec environ trois événements recherchés par heure face à d'innombrables signaux parasites.

Le signal de coïncidence retardée

La solution fut une signature difficile à imiter.

Lors de la désintégration bêta inverse, deux signaux apparaissent l'un après l'autre. D'abord, le positron s'annihile avec un électron et livre deux quanta gamma de 511 kiloélectronvolts chacun. Quelques microsecondes plus tard, le neutron est capturé par un noyau de cadmium, qui émet lui aussi un rayonnement gamma.

L'électronique ne comptait un événement que si les deux éclairs se produisaient, avec la bonne énergie et dans le bon intervalle de temps.

Cette technique fit la différence entre un bruit et une mise en évidence. Elle est encore utilisée aujourd'hui dans chaque expérience auprès d'un réacteur — de KamLAND à Daya Bay en passant jusqu'à JUNO —, sous une forme affinée, mais inchangée dans son principe.

L'expérience elle-même est décrite sur la page consacrée à l'expérience de Cowan et Reines.

Après l'expérience

Cowan quitta Los Alamos en 1957. Il enseigna à la George Washington University et, à partir de 1958, à la Catholic University of America à Washington, D.C., où il resta jusqu'à sa mort.

Il se consacra durant cette période à la recherche sur la foudre, au phénomène encore énigmatique de la foudre en boule et à des questions d'astrophysique. Il ne connut plus la suite spectaculaire de la physique des neutrinos — l'oscillation, l'astronomie neutrino, les grands détecteurs.

Cowan mourut en 1974, à l'âge de 54 ans, d'une crise cardiaque.

Pourquoi son nom est cité plus rarement

Le prix Nobel pour la mise en évidence du neutrino fut décerné en 1995 — vingt et un ans après la mort de Cowan. Comme la distinction n'est pas remise à titre posthume, seul Reines put être honoré.

Reines n'a jamais accepté ce fait en silence. Dans ses conférences et dans ses publications, il citait systématiquement Cowan comme un partenaire à part entière et rappelait que l'expérience n'aurait pas vu le jour sans son art des détecteurs. Dans sa conférence Nobel de 1995, il parla expressément du travail commun.

Dans la littérature spécialisée, l'essai s'appelle donc jusqu'à aujourd'hui expérience de Cowan et Reines, et pas autrement. C'est la forme de reconnaissance qui est restée — et elle n'est pas mince.

Termes associés

• Expérience de Cowan et Reines — l'essai
• Frederick Reines — son partenaire
• Antineutrino — ce qui naît auprès du réacteur
• Scintillateur — la technique de détection

Sources

• C. L. Cowan, F. Reines, F. B. Harrison, H. W. Kruse, A. D. McGuire : Detection of the Free Neutrino: A Confirmation, Science 124, 103 (1956).
• F. Reines : The neutrino: from poltergeist to particle, conférence Nobel 1995.