WU CHIEN-SHIUNG (1912-1997)

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La physicienne Chien-Shiung Wu est décédée à New York le 16 février 1997. Née le 31 mai 1912 près de Shanghai (Chine), elle commença ses études en Chine à l'université de Nanjing puis rejoignit l'université de Californie à Berkeley où elle obtint son doctorat de physique en 1940. Sa participation au projet Manhattan fut décisive dans le domaine de l'enrichissement de l'uranium en isotope fissile 235U, puisqu'elle résolut un problème technique majeur (l'absorption des neutrons par le xénon 137 produit) qui retardait la mise en service de la première pile atomique à Hanford (État de Washington) sous la direction d'Enrico Fermi.

Après la guerre, elle devint professeur à l'université Columbia de New York, et y accomplit toute sa carrière. Expérimentatrice méticuleuse, elle fut la première à détecter les électrons lents émis par les désintégrations β des noyaux, en accord avec la théorie de Fermi des interactions faibles.

Mais son principal succès fut de mettre en évidence le phénomène de violation de la parité dans les désintégrations nucléaires. La communauté des physiciens des particules se trouvait, en 1956, confrontée à un problème épineux : il semblait exister deux particules (appelées alors θ et τ) de même masse mais de produits de désintégration radicalement différents, ce qui semblait leur conférer des nombres quantiques de « parité intrinsèque » opposés. Les jeunes théoriciens chinois Tsung-Dao Lee (de l'université Columbia) et Chen-Ning Yang (de l'Institute for Advanced Study à Princeton) suggérèrent que l'interaction nucléaire faible responsable de la désintégration de ces particules ne respectait pas l'invariance par parité – c'est-à-dire que l'image dans un miroir d'une désintégration β ne correspondait pas à une situation physiquement réalisable. La division du travail entre théoriciens et expérimentateurs était déjà telle dans ce domaine de la physique qu'ils soumirent leur idée de vérification expérimentale à l'expertise de collègues expérimentateurs.

Wu, que Lee et Yang avaient consultée avant la publication de leur article (en juin 1956), s'absorba dans l'étude de ce problème, annulant même la croisière vers l'Extrême-Orient qu'elle devait faire avec son mari sur le Queen-Elisabeth, pour célébrer le vingtième anniversaire de leur départ de Chine. Elle décida d'utiliser la désintégration d'un échantillon radioactif de cobalt 60 refroidi à une température de 0,01 kelvin et s'associa pour cela à un groupe de chercheurs du National Bureau of Standards à Washington, qui disposait de l'équipement cryogénique nécessaire. Les noyaux de cobalt étaient polarisés par un fort champ électromagnétique qui alignait leurs « spins » (ou moments angulaires intrinsèques) le long d'une direction donnée. De fins cristaux détectaient les électrons émis en transmettant un signal lumineux à des tubes photomultiplicateurs. Wu prouva ainsi que les électrons produits par la désintégration des noyaux étaient préférentiellement éjectés dans la direction opposée à celle du spin. Le 9 janvier 1957 à deux heures du matin, tout ayant été vérifié, le petit groupe fêta avec une bouteille de château-lafite-rothschild 1949 la démonstration du principe de la violation de la parité : la Nature avait distingué la droite de la gauche.

En 1975, Wu devint la première femme à présider la prestigieuse Société de physique américaine et, si elle ne partagea pas avec Lee et Yang le prix Nobel de physique 1957 pour la découverte de la violation de parité, on reconnut qu'elle avait, à cette occasion, établi le principe de la parité entre physiciens et physiciennes.

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

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INTERACTIONS (physique) - Interaction électrofaible

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  • Bernard PIRE
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Dans le chapitre « La théorie de Fermi »  : […] En 1933, Enrico Fermi propose une première théorie des interactions faibles. Il met alors en œuvre la théorie quantique des champs, c'est-à-dire qu'il considère, comme Dirac l'a proposé pour l'électromagnétisme, un formalisme où un processus est décrit par l'action d'opérateurs de création ou d'annihilation de champs. Il associe à chaque transition d'un neutron vers un proton la création d'un é […] Lire la suite

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Bernard PIRE, « WU CHIEN-SHIUNG (1912-1997) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/wu-chien-shiung-1912-1997/