CHARPAK GEORGES (1924-2010)

Physicien français, né le 1^er août 1924 à Dabrovica (Pologne), Georges Charpak fut lauréat du prix Nobel de physique 1992 pour ses travaux sur les détecteurs de particules élémentaires, notamment de la chambre proportionnelle multifils.

La famille Charpak émigre à Paris en 1932. Ingénieur de l'École des mines de Paris en 1948, Georges Charpak est engagé au CNRS et entre au laboratoire de chimie nucléaire de Joliot-Curie où il restera jusqu'en 1959.

En 1955, année de soutenance de sa thèse de doctorat, Charpak a acquis une parfaite maîtrise des compteurs proportionnels. Ces derniers sont des détecteurs où le champ électrique intense qui règne autour d'un fil anodique est utilisé pour développer l'avalanche induite par l'ionisation primaire de la particule à détecter. La charge de l'avalanche, en s'écoulant le long du fil, donne naissance à une impulsion aisément détectable par les amplificateurs disponibles à l'époque. Dès 1956, Charpak met en évidence l'émission de photons lumineux par l'avalanche et découvre que ce phénomène pourrait être utilisé pour photographier en trois dimensions la trace laissée par une particule dans une enceinte gazeuse qu'elle traverse : il suffirait, en principe, de placer l'enceinte entre les plaques d'un condensateur auquel on appliquerait une impulsion électrique suffisamment intense pour que l'émission de photons par chacune des avalanches soit détectable et suffisamment brève pour que les avalanches n'aient pas le temps de devenir des étincelles (qui interdiraient une mesure précise de la position de la trace le long du champ). Charpak publie ses idées en 1957 après avoir réalisé des essais préliminaires concluants au laboratoire de synthèse atomique d'Ivry.

Charpak accepte en 1959 l'invitation de Leon Lederman à se joindre à son équipe pour mesurer le moment magnétique du muon, une vérification décisive des lois de l'électrodynamique quantique. L'expérience est conduite au synchrocyclotron du Cern à Genève, que Charpak ne quittera plus. Il y constitue une petite équipe de chercheurs passionnés par l'étude des mécanismes de détection et apporte des améliorations importantes au fonctionnement des chambres à étincelles qui sont les versions à deux dimensions de la chambre à avalanches, utilisées d'abord en mode photographique.

Mais c'est surtout la mise au point de chambres multifils fonctionnant en régime proportionnel, avec des avalanches à l'état embryonnaire douées de charges un million de fois plus faibles que celles des étincelles, qui connaîtra un succès aussi soudain qu'universel. En effet, cette découverte, aboutissement logique des recherches menées par Charpak pendant plus de dix ans, vient à point à une époque où les physiciens ont de plus en plus besoin de détecteurs déclenchables rapides afin d'étudier les événements rares auxquels les nouveaux accélérateurs leur donnent accès et que les progrès spectaculaires de l'électronique et de l'informatique leur permettent d'enregistrer. Les chambres de Charpak, comme on s'accorde immédiatement à les appeler, sont utilisées dans la plupart des expériences dès la fin des années 1960 et restent pendant plus de trois décennies des éléments essentiels des détecteurs géants qui équipent les collisionneurs modernes.

Au cours des années 1970 et 1980, Charpak s'emploie à améliorer les techniques qu'il a mises au point et à les adapter aux besoins des physiciens. Ses contributions permettent des avancées importantes dans des secteurs très divers : radiographie par diffusion de protons, diffusion de Bragg de rayons X synchrotroniques pour l'étude de la structure de molécules complexes, phénomènes de canalisation cristalline, découverte du méson upsilon dans un environnement particulièrement[...]