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ANDERSON CARL DAVID (1905-1991)

Le physicien américain Carl David Anderson est né à New York de parents suédois le 3 septembre 1905. Après des études au California Institute of Technology de Pasadena, il y fait toute sa carrière, jusqu'à sa retraite en 1978. Dans sa thèse de doctorat soutenue en 1930, sous la direction de Robert Millikan – célèbre pour la mesure de la constante de Planck et la détermination de la valeur de la charge de l'électron –, il étudie la distribution des directions de vol et des énergies des électrons émis par les rayons X traversant une chambre à brouillard. Il a l'idée, à cette occasion, de remplacer la vapeur d'eau qui sature cette chambre par un mélange eau-alcool plus sensible au passage de particules peu ionisantes.

Après sa thèse, mais toujours sous la direction de Millikan qui se passionnait pour l'étude des rayons cosmiques découverts dans les années 1910 par l'Autrichien Victor Franz Hess, Anderson construit une grande chambre à brouillard qu'il place à l'intérieur d'un puissant électroaimant capable d'induire un champ magnétique dix fois plus élevé que ceux qui étaient alors utilisés. Les difficultés financières liées à la grande crise économique des années 1930 sont contournées grâce au prêt d'un générateur continu de 600 kilowatts par un laboratoire d'aéronautique voisin. C'est avec cet appareillage qu'il réussit le 2 août 1932 à photographier la trace d'un antiélectron – appelé aussi positon – issu de quelque violent processus cosmique. Il est à noter qu'Anderson n'était pas au courant des travaux du théoricien britannique Paul Dirac qui, un an auparavant, avait prédit, pour des nécessités de cohérence mathématique, qu'une théorie quantique et relativiste devait associer à toute particule telle que l'électron un alter ego de charge opposée. La vérification expérimentale de l'existence de l'antimatière apparaît donc comme l'impressionnante confirmation de l'édifice quantique et relativiste bâti dans les premières décennies du xxe siècle. C'est pour cette découverte qu'Anderson reçoit le prix Nobel de physique en 1936, prix partagé avec Victor Franz Hess.

En 1937, Anderson découvre avec son collaborateur Seth Neddermayer une particule complètement inattendue, maintenant appelée muon (ou lepton μ) – sorte de duplication de l'électron, mais avec une masse deux cents fois plus élevée –, premier élément de la deuxième « génération » de particules. Anderson encadre au California Institute of Technology de nombreux étudiants, dont le plus célèbre, Donald Glaser, reçoit en 1960 le prix Nobel de physique pour son invention de la chambre à bulles, détecteur de particules qui a permis à la physique de l'infiniment petit d'effectuer de prodigieux progrès.

Ayant refusé la direction scientifique du projet Manhattan (c'est finalement Robert Oppenheimer qui assuma cette responsabilité), il travaille pendant la Seconde Guerre mondiale au perfectionnement des bombardiers et supervise en 1944 l'installation des premières fusées aéroportées alliées. Il meurt à San Marino en Californie, le 11 janvier 1991.

— Bernard PIRE

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Écrit par

  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Autres références

  • ANTIMATIÈRE

    • Écrit par Bernard PIRE, Jean-Marc RICHARD
    • 6 931 mots
    • 4 médias
    ...de même masse que l'électron, mais de charge opposée. Ces particules, les positons, furent observées dans le rayonnement cosmique en 1932 par Carl D.  Anderson. Cette découverte fut une confirmation éclatante de la théorie de Dirac (qui reçut le prix Nobel en 1933 pour son travail sur l'équation relativiste...
  • DÉCOUVERTE DE L'ANTIMATIÈRE

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 126 mots
    • 1 média

    Le théoricien britannique Paul Dirac (1902-1984) prédit, en 1931, que, par nécessité de cohérence mathématique, une théorie quantique et relativiste doit associer à toute particule, comme l'électron, un alter ego de charge opposée. Le 2 août 1932, Carl David Anderson photographie,...

  • MATÉRIALISATION, physique

    • Écrit par Georges KAYAS
    • 323 mots

    On appelle matérialisation toute transformation d'énergie en matière ; le seul processus connu de matérialisation est celui du photon d'énergie hν qui se convertit, au voisinage d'un noyau, en une paire électron-positron. Le phénomène ne peut avoir lieu dans le vide, où...

  • PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Bosons et fermions

    • Écrit par Jean-Eudes AUGUSTIN, Bernard PIRE
    • 13 418 mots
    • 9 médias
    ...énergie négative ? Après divers tâtonnements, Dirac propose qu'elles représentent des électrons de charge positive. La nouvelle particule correspondante, le positron, est découverte en 1932 par Carl Anderson (1905-1991) dans des clichés de rayons cosmiques obtenus dans une chambre à brouillard de Wilson.

Voir aussi