COWAN CLYDE L. Jr. (1919-1974)

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Physicien et chimiste américain dont les travaux portent sur la physique nucléaire, la physique des particules et le rayonnement cosmique.

Clyde L. Cowan commence par étudier la chimie à l'École des mines et de métallurgie du Missouri où il obtient le titre d'ingénieur-chimiste (1940). Pendant la Seconde Guerre mondiale, il est capitaine d'aviation et, après la guerre, il suit l'enseignement de l'université George Washington de Saint Louis, où il soutient sa thèse de doctorat en 1949. Par la suite, il fait partie de l'équipe de Los Alamos dans laquelle, avec F. Reines, il constitue un groupe pour la détection du neutrino, particule dont la présence fut avancée en 1930 par Wolfgang Pauli pour garantir la conservation de l'énergie et de la quantité de mouvement dans le phénomène de la radioactivité bêta. Reines et Cowan effectuent deux expériences, considérées à l'époque comme « gigantesques », utilisant le grand flux de neutrinos émis par un réacteur nucléaire. Le but était de détecter et de mesurer la section efficace de la réaction ̄ν + p = n + e+ qui est le processus inverse de la désintégration du neutron n = p + e + ν. Une grande masse de scintillateur contenant du cadmium entourée par quatre-vingt-dix photomultiplicateurs est placée à côté du réacteur de Hanford et protégée par un blindage contre tout rayonnement ionisant. On s'attendait à détecter un signal prompt provoqué par l'annihilation du positron aussitôt après son émission, suivi d'un signal différé dû à la capture du neutron par le cadmium, qui donne naissance à une émission de photons.

Cette première expérience fournit un résultat peu convaincant ; elle a néanmoins donné un ordre de grandeur de la section efficace de (12 ± 6) × 10—44 cm2 par atome, très voisine de la valeur théorique calculée par Bethe et Peierls. Une version améliorée (une tonne et demie de scintillateur réparti entre trois récipients et contenant du chlorure de cadmium et cent dix photomultiplicateurs en parallèle), avec un bien meilleur rapport signal/bruit de fond et de nombreuses précautions supplémentaires a fourni un taux de comptage de 2,88 ± 0,22 coups par heure (fin 1956). C'était la première fois que l'on détectait le mystérieux neutrino (ou plutôt son antiparticule).

En 1957-1958, Cowan s'occupe, à l'université George Washington, de l'exposition des Atomes pour la paix (Genève, 1958), après quoi il est nommé professeur de physique à la faculté catholique de l'université de Washington, où il enseigne le restant de sa vie. Après la construction, durant les années 1950, des nouveaux accélérateurs et le développement de la nouvelle physique des particules élémentaires, Cowan suggère en 1956, pendant un séminaire à Los Alamos, qu'il serait possible de tester, grâce aux accélérateurs, l'hypothèse, avancée par B. Pontecorvo (1946), de la non-identité des neutrinos de radioactivité bêta et de ceux de la désintégration du muon. Cette non-identité a été confirmée en 1962 au Laboratoire européen de recherches nucléaires (Cern) à Genève.

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Georges KAYAS, « COWAN CLYDE L. Jr. (1919-1974) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 06 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/clyde-l-cowan/