Astronome, physicien nucléaire germano-américain, Hans Bethe a apporté d’importantes contributions à l’astrophysique, à l’électrodynamique quantique et à la physique des solides. Il a reçu le prix Nobel de physique pour ses travaux sur la théorie de la nucléosynthèse stellaire.
Table des matières
Enfance
Hans Bethe est né le 2 juillet 1906 à Strasbourg, en Allemagne. Il est le seul enfant d’Anna Bethe, fille d’un professeur de l’université de Strasbourg, et d’Albrecht Theodor Bethe, professeur de médecine. Malgré l’appartenance religieuse de sa famille, Hans n’a jamais été croyant et s’est qualifié d’athée.
Hans Bethe, à l’âge de 12 ans, avec ses parents.
Ses premiers pas dans la science n’ont pas été particulièrement différents de ceux de ses pairs de l’époque et de sa classe. C’est au lycée de Francfort-sur-le-Main qu’il acquiert ses premières connaissances et sa première compréhension de la science. Le jeune Hans y étudie de 1915 à 1924. Les deux années suivantes, il étudie les sciences à l’université. Hans Bethe a fait ses études de troisième cycle à Munich, ce qui a pris deux ans et demi de plus. Arnold Sommerfeld a largement contribué à la formation du futur astronome et physicien. Il s’est lui-même spécialisé en physique et a aidé Hans à obtenir un doctorat dans le même domaine. En 1928, les études de troisième cycle à l’université de Munich sont terminées, et un grand travail scientifique attend le jeune scientifique.
Premiers travaux
Un an avant l’obtention de son diplôme, il décrit dans son article la diffraction des électrons sur les cristaux. À l’appui des résultats de l’observation de Davisson, le jeune Hans Bethe présente des arguments tirés de la mécanique quantique. Mais à cette époque, peu de physiciens connaissaient le sujet. Bethe a démontré de manière convaincante comment la nouvelle théorie pouvait être utilisée.
En 1932, Bethe a écrit un article scientifique sur la mécanique quantique de l’hydrogène et de l’hélium, suivi de ses articles sur la physique des solides. Ensuite, en collaboration avec Fermi, Hans Bethe a travaillé sur un article dans un autre nouveau domaine, l’électrodynamique quantique, décrivant les interactions relativistes des particules chargées. En 1932, Hans Bethe accepte un poste de professeur assistant à l’université de Tübingen, où Hans Geiger est professeur de physique expérimentale.
Émigration forcée
L’arrivée au pouvoir d’Adolf Hitler a changé la vie du scientifique — Hans Bethea a été licencié de son poste à l’université en raison de ses origines juives. Beta a quitté l’Allemagne en 1933 et s’est rendu en Angleterre après avoir reçu une offre de poste d’enseignant à l’université de Manchester. Ses connaissances y sont appréciées et on lui propose d’enseigner non seulement dans les départements de l’université de Manchester, mais aussi à l’université de Bristol, où il travaille pendant les deux années suivantes.
Déménagement aux États-Unis
Hans Bethe à l’université Cornell
En 1935, Hans Bethe s’installe aux États-Unis, obtient la nationalité américaine et rejoint la faculté de l’université Cornell où il poursuit sa carrière d’enseignant.
Avec Bacher et Livingston, Bethe publie une série de trois articles résumant les principales questions connues en physique nucléaire ; ces écrits seront plus tard connus sous le nom informel de «Bible de Bethe».
Quatrième conférence annuelle de George Washington
Le 17 mars 1938 s’est tenue la quatrième conférence annuelle de physique théorique de l’université de Washington. Seuls 34 participants ont été invités. En voici quelques-uns : Gregory Breit, Subramanian Chandrasekar, George Gamow, Donald Menzel, John von Neumann, Bengt Stremgren, Edward Teller et Merle Tove. Bethe a d’abord décliné l’invitation parce que le sujet de la conférence, la production d’énergie stellaire, ne l’intéressait pas, mais Teller l’a convaincu de venir. Lors de la conférence, Stremgren détaille ce que l’on sait de la température, de la densité et de la composition chimique du Soleil et met les physiciens au défi de trouver une explication. En 1937, Gamow et Weizsäcker proposent l’explication selon laquelle l’énergie du Soleil est le résultat d’une réaction en chaîne proton-proton. Mais cela n’explique pas la présence d’éléments plus lourds que l’hélium.
Prix Nobel
Illustration de la séquence de réaction en chaîne du «cycle proton-proton».
À la fin de la conférence, Bethe, en collaboration avec Charles Crichfield, a découvert une série de réactions nucléaires séquentielles qui expliquent les processus qui se produisent dans le Soleil.
La réaction nucléaire en chaîne
De retour à Cornell, il continue à travailler sur l’étude des réactions nucléaires, ce qui l’amène à découvrir le cycle carbone-azote-oxygène (cycle CNO). Ces deux articles, l’un
dont un sur le cycle proton-proton, co-écrit avec Creechfield, et un autre sur le cycle carbone-oxygène-azote (CNO), ont été envoyés à Physical Review pour publication. Il s’agit d’une percée dans la compréhension des processus de réactions thermonucléaires dans les étoiles massives, qui lui vaut le prix Nobel de physique en 1967.
Bethe a ensuite épousé Rosa Ewald le 13 septembre 1939 lors d’une simple cérémonie civile. Son père, Paul Ewald, physicien allemand de renom, a lui aussi dû quitter son pays.
Hans Bethe est l’auteur d’au moins 250 articles scientifiques. Son livre «Quantum Mechanics of Atoms with One and Two Electrons» est encore largement utilisé par les physiciens. À la fin de sa vie, à l’âge de 85 ans, Bethe a travaillé principalement dans le domaine de la physique des neutrinos et a également publié une série d’articles sur le problème des neutrinos solaires.
Honneurs et récompenses
Bethe a reçu de nombreux honneurs et récompenses au cours de sa vie et par la suite. Il est devenu membre de l’Académie américaine des arts et des sciences en 1947 et a été intronisé à l’Académie nationale Henry Draper la même année. Il a reçu la médaille Max Planck en 1955, la médaille Franklin en 1959, la médaille Eddington de la Royal Astronomical Society et le prix Enrico Fermi des États-Unis en 1961, le prix Rumford en 1963, le prix Nobel de physique en 1967, Il a reçu la médaille nationale des sciences en 1975, la médaille Ersted en 1993, la médaille Katherine Bruce en 2001 et la médaille Benjamin Franklin pour une réalisation exceptionnelle dans le domaine des sciences naturelles de l’American Philosophical Society à titre posthume en 2005. Le prix et un astéroïde ont été nommés en son honneur. Le scientifique est décédé le 6 mars 2005.
Articles connexes
Vous aimez cet article ? Parlez-en à vos amis !
Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023