La découverte de la radioactivité artificielle (2/6)

Ce résultat provoqua chez les physiciens participant au conseil Solvay une réaction, sinon de rejet, du moins d'incrédulité. Francis Perrin fut bien le seul en effet à proposer une explication du phénomène observé. Ainsi envisagea-t-il que "le mécanisme proposé par M. Joliot se décompose en deux émissions successives d'un neutron, puis d'un électron positif, avec formation intermédiaire d'un noyau instable". Frédéric et Irène Joliot demeuraient persuadés toutefois que neutrons et positons étaient émis simultanément lors d'une même réaction nucléaire. En d'autres termes, qu'ils apparaissaient au-delà d'un même seuil d'énergie des particules a incidentes.

Afin de démontrer la validité de leur hypothèse, ils entreprirent de mesurer les seuils d'apparition des neutrons et des positons. Pour celà, il leur fallait faire varier l'énergie des particules a venant frapper la cible d'aluminium. Entre la source de polonium et la mince feuille d'aluminium, ils disposèrent donc une petite chambre contenant un gaz à pression variable, l'augmentation progressive de cette pression se traduisant bien évidemment par le ralentissement toujours plus grand des particules a, soit par une perte de leur énergie initiale. Tant que cette énergie demeurait supérieure à un certain seuil, la transmutation de l'aluminium se produisait : des neutrons traversaient le gaz de butane emplissant la chambre d'ionisation à parois paraffinées. Mais qu'en était-il des positons ? Etaient-ils créés à partir du même seuil d'énergie ? Pour obtenir la réponse à cette interrogation, Frédéric disposa, à proximité directe de la feuille d'aluminium stoppant les particules a, soit en lieu et place de la chambre d'ionisation ayant servi à détecter la présence des neutrons, un compteur Geiger-Müller en laiton à fenêtre mince. Le nombre d'électrons le traversant se mesurait ainsi au nombre d'impulsions électriques obtenues en sortie.

Dispositif utilisé par Frédéric et Irène Joliot-Curie pour mesurer le seuil de création des neutrons (figure
de gauche) et des positons (figure de droite) lors de la transmutation de l'aluminium en silicium.