La découverte de la radioactivité naturelle (5/8)

"La spontanéité du rayonnement est une énigme, un sujet d'étonnement profond. Quelle est la source de l'énergie des rayons de Becquerel ? Faut-il la chercher dans les corps radioactifs eux-mêmes ou à l'extérieur ?" Telle est l'une des interrogations majeures de ce début de XXème siècle, formulée en ces termes par Pierre et Marie Curie à l'occasion du Congrès International de Physique qui se tient à Paris au mois d'août 1900. "En étudiant les propriétés des matières fortement radioactives préparées par nous (le polonium et le radium), nous avons constaté que les rayons émis par ces matières, en agissant sur des substances inactives (le zinc, l'aluminium, le plomb et même une feuille de papier), peuvent leur communiquer la radioactivité, et que cette radioactivité induite persiste pendant un temps assez long". Ernest Rutherford qui, lui, travaillait sur une source de thorium, constatera, quelques mois plus tard, un phénomène analogue. Il lui attribuera une origine bien différente, toutefois : après avoir frotté et attaqué, à l'acide sulfurique, le corps subitement devenu radioactif, il constatera sa perte totale de radioactivité, et conclura qu'il ne s'agissait pas là de radioactivité induite, mais plutôt d'un dépôt fortement radioactif. Sans doute les sels de radium devaient-ils donc produire une émanation qui, en se déposant sur toute substance environnante, lui confère, en apparence tout du moins, une nature radioactive ?

La première partie de cette hypothèse trouvera confirmation en juin 1900, lorsqu'un physicien allemand du nom de Friedrich Ernst Dorn parviendra à détecter l'émanation produite par le radium lui-même - un gaz qui, plus tard, prendra l'appellation de radon. L'idée qu'une telle émanation puisse être responsable de l'apparente radioactivation de toute substance environnante trouvera quant à elle confirmation dans les expériences menées conjointement par Pierre Curie et André Louis Debierne, au printemps 1901 : l'un et l'autre observeront alors que la radioactivité induite est plus importante lorsque la source émettrice et la substance réceptrice sont disposées dans une enceinte fermée ; inexistante en revanche lorsque le vide est maintenu dans l'enceinte, tout au long de l'expérience. Les gaz obtenus par pompage révèleront toutefois une forte radioactivité. Les deux chercheurs en arriveront à la conclusion suivante : "On peut admettre que chaque atome de radium fonctionne comme une source continue et constante d'énergie radioactive sans qu'il soit nécessaire, d'ailleurs, de préciser d'où vient cette énergie. L'énergie radioactive accumulée (...) tend à se dissiper 1) par rayonnement ; 2) par conduction, c'est-à-dire par transmission de proche en proche (radioactivité induite)".

S'ils ne rejetent pas l'explication d'Ernest Rutherford, ils ne l'admettent donc pas non plus, prétextant l'inexistence de preuves expérimentales en sa seule faveur, doutant, par ailleurs, de la nature matérielle, atomique en l'occurrence, de l'émanation produite par les sels de radium. "Quant à l'origine de l'énergie de la radioactivité, on peut faire deux hypothèses très générales", déclarent Pierre et Marie Curie dans une note datée de janvier 1902 : "1) Chaque atome radioactif possède, à l'état d'énergie potentielle, l'énergie qu'il dégage ; 2) l'atome radioactif est un mécanisme qui puise à chaque instant en dehors de lui-même l'énergie qu'il dégage". Longtemps, Pierre restera attaché à la seconde explication. Puis, face à l'accumulation progressive de preuves expérimentales, il se ralliera à la vision d'Ernest Rutherford selon laquelle la radioactivité constitue bel et bien une propriété intrinsèque des atomes radioactifs.