GIAUQUE WILLIAM FRANCIS (1895-1982)

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Physico-chimiste américain né à Niagara Falls (Canada), mort à Berkeley (Californie). William Francis Giauque soutient en 1922 sa thèse de doctorat à l'université de Berkeley, où il effectuera toute sa carrière scientifique : il y est nommé assistant en 1922, professeur la même année, et y prend sa retraite en 1962. Théoricien de talent et excellent expérimentateur, Giauque va appliquer avec succès ses résultats théoriques concernant l'entropie à basses températures à l'obtention pratique de ces basses températures. Avant lui, on avait obtenu des abaissements de température par évaporation de gaz liquéfiés, par exemple l'azote ou l'hélium (à 1 K avec ce dernier). En 1924, Giauque calcule l'effet d'un champ magnétique sur l'entropie d'un sel paramagnétique, le sulfate de gadolinium, refroidi à la température de l'hélium liquide. Il montre que la désaimantation adiabatique de ce sel dans ces conditions entraîne une diminution de la température provoquée par l'augmentation de l'entropie du système ; il met ainsi au point un nouveau moyen de s'approcher du zéro absolu (0 K, soit — 273,15 0C). Mais c'est seulement en 1933 que Giauque pourra réaliser l'expérience correspondante ; il obtient alors des températures de 0,53 K puis de 0,004 K.

C'est par une approche de thermodynamique statistique et de mécanique quantique qu'en 1929 Giauque découvre l'existence de trois isotopes de l'oxygène, à partir de la présence dans le spectre d'absorption de ce gaz de raies de faible intensité dont ses premiers calculs, qui ne prenaient en compte que l'existence de 16O, ne rendaient pas compte. En partant de l'hypothèse de l'existence des isotopes 17O et 18O, Giauque peut montrer que les raies de faible intensité correspondent aux molécules 16O—17O et 16O—18O. L'existence des trois isotopes de l'oxygène conduisit en 1961 a remplacer pour le calcul des masses atomiques la référence O =1 6 par 12C = 12. Giauque a reçu en 1949 le prix Nobel de chimie.

—  Georges BRAM

Écrit par :

  • : professeur à l'université de Paris-Sud-XI-Orsay

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Pour citer l’article

Georges BRAM, « GIAUQUE WILLIAM FRANCIS - (1895-1982) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 mai 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/william-francis-giauque/