ANDERSON PHILIP WARREN (1923-2020)

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Physicien américain, colauréat du prix Nobel de physique en 1977 « pour ses recherches théoriques fondamentales sur la structure électronique des systèmes magnétiques et désordonnés ».

Né le 13 décembre 1923 à Indianapolis (Indiana), Philip Warren Anderson est le fils d'un professeur de biologie végétale de l'université de l'Illinois, à Urbana. Comme nombre d’étudiants américains, il interrompt ses études supérieures, après trois années passées à l’université Harvard, pour participer de 1943 à 1945 à l'effort de guerre américain ; dans ce cadre, il conçoit et construit des antennes dans les laboratoires de recherche de la Navy. Il reprend ensuite ses études à Harvard, où il travaille sous la direction de John Hasbrouck Van Vleck (1899-1980), dont les travaux pionniers sur le comportement des électrons dans les cristaux ont fondé la connaissance moderne du magnétisme dans les solides. Anderson soutient en 1949 sa thèse de doctorat. Recruté la même année par William Shockley, le co-inventeur du transistor, il rejoint ensuite les fameux laboratoires de la compagnie des téléphones Bell à Murray Hill (État du New Jersey) où il accomplit jusqu'en 1984 la plus grande part de ses recherches. Il dira de ces années passées dans « le plus merveilleux laboratoire du monde » que lui et ses collègues y « inventèrent la technologie moderne ». De 1967 à 1974, il passe de longues périodes comme professeur invité au laboratoire Cavendish de Cambridge au Royaume-Uni, puis devient professeur à l’université de Princeton dans le New Jersey, à mi-temps de 1975 à 1984, à plein temps ensuite, et jusqu'à sa retraite en 1996. Anderson partage le prix Nobel de physique en 1977 avec Nevill Mott (1905-1996) et Van Vleck pour leurs contributions théoriques sur l'étude des systèmes magnétiques et désordonnés.

En 1958, Anderson démontre qu'un électron peut être attaché à une position particulière d'un solide. Il montre que, dans le cas unidimensionnel, une onde diffusée par un réseau désordonné donne lieu à un système d'interférences tel que l'objet quantique se trouve localisé. Dans le cas tridimensionnel, l'analyse se révèle beaucoup plus complexe, mais il apparaît que certains électrons – ceux de la partie basse de la bande d'impureté d'un semi-conducteur par exemple – obéissent à cette « localisation d'Anderson » et ne peuvent se déplacer que par sauts vers d'autres états localisés. Les expériences suggérées par Anderson firent véritablement naître un nouveau domaine de recherche en physique des milieux désordonnés.

Après avoir démontré que les photons se propagent dans un supraconducteur comme s’ils possédaient une masse effective non nulle, Anderson explique en 1962, dans un formalisme original inspiré de la théorie de la supraconductivité, l’émergence de la masse des bosons de jauge, les vecteurs de l’interaction électrofaible responsables de la radioactivité bêta. On le considère à ce titre comme co-inventeur du « mécanisme de Higgs » développé en 1964 par Robert Brout, François Englert et Peter Higgs et dont la pertinence a été démontrée par la découverte du « boson de Higgs » en 2012.

Homme de convictions, Anderson a toujours refusé de participer à des recherches couvertes par le secret militaire ; il exprima par ailleurs fortement son opposition à la guerre du Vietnam puis, dans les années 1980, à l'Initiative de défense stratégique (plus connue comme « guerre des étoiles ») du président Reagan. Partisan de la « petite science » par opposition aux grands projets, il dénonce sans relâche l’arrogance et le manque de modestie des physiciens des particules, qui réclament sans cesse un budget croissant pour construire de nouveaux accélérateurs. S'opposant à ce que de tels financements ruinent l’effort d’autres domaines scientifiques, il est un des instigateurs de l'abandon du projet américain de supercollisionneur de particules (SSC), dont la construction, au Texas, fut interrompue en 1993 après que plusieurs milliards de dollars avaient déjà été dépensés pour creuser un tunnel au tracé de 87 kilomètres de circonférence.

Auteur en particulier de Concepts of Solids (1963) et de Basic Notions of Condensed Matter Physics (1984), Anderson est l’un des physiciens dont les travaux sont les plus cités. C’était aussi un maître au jeu de go. Anderson meurt le 29 mars 2020 à Princeton (New Jersey).

—  Bernard PIRE

Écrit par :

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

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « ANDERSON PHILIP WARREN - (1923-2020) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 octobre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/philip-warren-anderson/