Histoire de la radioactivité :
la radioactivité naturelle : un pas vers le nucléaire



Les conséquences de la découverte de la radioactivité naturelle (1/6)

La découverte, suivie de l'étude de cette propriété qu'ont certains éléments chimiques à spontanément se désintégrer en émettant divers rayonnements (a, b, g), apporta la confirmation expérimentale de certains travaux théoriques et suscita la formulation d'hypothèses nouvelles. Ainsi la découverte du rayonnement b, de ce rayonnement constitué d'électrons de grande énergie, révéla-t-elle l'augmentation de la masse de ces corpuscules de matière proportionnellement à leur vitesse - une vitesse qui jamais n'excédait celle de la lumière. De ce résultat expérimental, Albert Einstein (1879 - 1955) rendra parfaitement compte, au travers sa théorie de la relativité restreinte (1904). De même expliquera-t-il, au travers sa non moins célèbre formule E = mc², l'équivalence matière - énergie, dont le phénomène de radioactivité constituait l'illustration parfaite. En se désintégrant, tout ou partie du radioélément considéré ne se transforme-t-il pas en énergie en effet ? Une énergie transportée, non seulement par ces corpuscules de matière que sont les électrons (rayons b) et les atomes d'hélium complètement ionisés (rayons a), mais également par les rayons g, ces rayons lumineux dont Albert Einstein suggérera, en 1905, qu'ils soient constitués de corpuscules nommés photons.

Albert Einstein (1879-1955)


La dualité onde-corpuscule était née, que Louis de Broglie (1892 - 1987) étendrait bientôt à la matière toute entière, jetant ainsi les bases de la physique quantique. Une physique qui repose également sur la notion de quantum d'énergie introduite en l'an 1900 par un physicien du nom de Max Planck (1858 - 1947). De cette notion de quantification, Ernest Rutherford et Frederick Soddy s'inspireront pour formuler leur loi des transformations radioactives (1902). Ainsi considéreront-ils chaque atome radioactif, non pas comme une source continue et constante d'énergie, mais comme un élément susceptible de se désintégrer à tout instant. Ce qui, au plan expérimental, devait se traduire par une multitude de points d'impact entre les particules du rayonnement émis par le radioélément considéré et une surface collectrice - recouverte de sulfure de zinc, par exemple. De petits scintillements distribués non uniformément sur l'écran de son spinthariscope, voilà ce qu'obtint Sir William Crookes (1832 - 1919) en 1903, effectivement.

Cinq années plus tard, Ernest Rutherford et Hans Geiger (1882 - 1945) réalisaient le tout premier compteur de particules individuelles - un compteur aujourd'hui connu sous le nom de compteur Geiger. Pour autant, la structure interne de l'atome demeurait méconnue. Les électrons, tous porteurs d'une charge négative, baignaient-ils dans cette sphère d'électricité positive imaginée, quelques temps auparavant, par Lord Kelvin (1824 - 1907) et Sir Joseph John Thomson (1856 - 1940) ? Ne gravitaient-ils pas plutôt autour d'un noyau central de charge positive, concentrant la presque totalité de la masse de l'atome considéré ? Telle était effectivement la conclusion à laquelle Ernest Rutherford était parvenu, en 1911, après avoir étudié la diffusion des rayons a par les atomes d'une mince feuille d'or. Le modèle planétaire était né, qui ferait entrer son auteur dans la postérité et renforcerait encore l'intérêt des chercheurs du monde entier pour le phénomène de radioactivité. C'est que celui-ci se révélait être un formidable agent de renseignements sur la structure interne de l'atome en effet ; plus généralement, sur les propriétés de la matière à l'échelle microscopique.

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