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Qui était Leon Lederman ? - Matière et Révolution
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Qui était Leon Lederman ?

vendredi 25 mars 2016, par Robert Paris

Leon Lederman : « La physique des particules souffre plus d’être infectée par l’ambiance socio-politique de notre époque que d’un manque de possibilités spectaculaires de découvertes majeures et profondes. »

« Ceux qui ne cessent pas de poser des questions idiotes peuvent devenir des scientifiques. »

Qui était Leon Lederman ?

En 1962, une équipe américaine dirigée par Leon Lederman, Melvin Schwarz et Jack Steinberg identifie, à l’aide de l’accélérateur de Brookhaven, le neutrino um associable au muon et différent du neutrino ue associable à l’électron. Le neutrino est la plus petite particule connue à ce jour… Le muon est deux cent fois plus massif que l’électron.

Leon Lederman est l’un des grands physiciens expérimentateurs qui ont fait progresser de façon significative notre connaissance des particules élémentaires. Il a travaillé sur la violation de la parité dans la désintégration des mésons pi et du muon et à la découverte de la particule upsilon : la première indication en faveur de l’existence du quark b.

Il est surtout connu pour avoir démontré, avec Jack Steinberger et Melvin Schwartz, que le neutrino associé au muon n’était pas celui associé à l’électron lors d’une désintégration bêta, un élément clé pour la construction du modèle standard des interactions électrofaibles. Auteur de plus de 300 publications, ce chercheur a dirigé 52 thèses et, en plus du prix Nobel de physique 1988, s’est vu décerner les prix Wolf et Enrico Fermi. Leon Ledermann a été le directeur du Fermilab de 1979 à 1989.

En dehors du cercle des physiciens des hautes énergies, sa notoriété est assurée par un célèbre livre qu’il a co-écrit en 1993 avec Dick Teresi. Publié en français sous le titre Une sacré particule, celui-ci raconte avec beaucoup d’humour et d’impertinence la saga de la découverte des particules élémentaires et parle de la particule mythique du modèle standard : le boson de Higgs.

Bien qu’intitulé en anglais « The god particule », en référence au rôle central dans la construction du monde que représente le boson de Higgs dans la théorie du modèle standard, le livre de Lederman se réclame clairement du courant issue de la philosophie de Démocrite. Il n’hésite pas à critiquer ouvertement les connexions douteuses, mises en avant par certains physiciens, entre physique moderne et philosophie orientale.

Le grand public connaît aussi Leon Lederman pour le programme d’« alphabétisation scientifique » pour enfants et adultes baptisé Hands on, largement basé sur l’enseignement des sciences et de l’esprit scientifique à partir d’une pratique active de l’expérimentation et de l’observation. Adapté en France par le prix Nobel Georges Charpak, l’astrophysicien Pierre Léna et l’académicien Yves Quéré celui-ci et devenu célèbre sous le nom de La Main à la Pâte.

Ce grand scientifique a fait part de ses réflexions sur les promesses actuelles de la physique :

« J’ai un peu de mal à comprendre pourquoi certains théoriciens sont aussi fascinés par la supersymétrie et lui accordent autant de crédit. »

« On ne sait d’ailleurs pas très bien si on verra un seul boson de Higgs ou plusieurs. On pourrait avoir quelques surprises. »

« Il n’y a pas de raison d’être pessimiste sur l’avenir des sciences physiques ! Il y a beaucoup de données disponibles au moyen de l’astrophysique. Je pense en particulier aux observations qui sont connectées aux problèmes de la matière noire et de l’énergie noire. »

Leon Lederman se démarquait volontiers de la coqueluche de la physique quantique, Niels Bohr :

« On raconte que nombre des discussions entre Bohr et Einstein se sont déroulées lors de promenades en forêt. Je peux imaginer ce qui s’est passé lorsqu’ils sont tombés nez à nez avec un ours énorme. Bohr a immédiatement tiré de son sac une paire de chaussures de course Reebok à 1500 francs et a commencé à les enfiler. Einstein : « Que faites-vous, Niels ? Vous savez bien que vous ne pouvez pas battre un ours à la course ? » « Oh, je n’ai pas besoin de battre l’ours, cher Albert, répondit Bohr. Je n’ai besoin que de vous battre. »

Leon Lederman montre, dans « Une sacrée particule », qu’un grand physicien ne court par après le Nobel :

« Le Nobel nous impressionne très probablement à cause des lauréats… Le prix donne au collègue qui l’obtient une certaine aura. Même quand votre meilleur ami, celui avec qui vous avez fait pipi dans les bois, obtient le prix, quelque chose change dans votre manière de le voir… En fait, il y a beaucoup de physiciens – je suis sûr que c’est aussi vrai pour les candidats en chimie, en médecine et dans les domaines non scientifiques – qui n’auront pas le Nobel mais dont les travaux sont équivalents à ceux qui furent récompensés… Vous pouvez reconnaître un bon professeur au nombre de ses étudiants qui ont gagné le prix Nobel, dit un proverbe aztèque… Lorsque finalement l’annonce du Nobel me parvint, sous la forme d’un coup de fil à 6 heures du matin le 10 octobre 1988, je fus pris d’une hilarité incontrôlable… Lorsqu’un journaliste du New York Times me demanda ce que j’allais faire de l’argent du prix, je lui répondis que je n’arrivais pas à me décider entre une écurie de chevaux de course et un château en Espagne… »

Leon Lederman dans « Si l’Univers est la réponse, quelle est la question ? » :

« La science ne concerne pas le statu quo mais la révolution. »

Leon Lederman ne se gêne pas pour exprimer son insatisfaction des limites de la théorie quantique :

« Si l’électron est un point, où se trouve la masse, où se trouve la charge ? Comment savons-nous que l’électron est un point ? Peut-on me rembourser ? »

« Où se trouve la charge, où se trouve la masse ? »

« Sous quelle forme l’énergie est-elle « emmagasinée » dans l’électron ? (…)

Planck avait, en réalité, fait une double hypothèse : celle du quantum d’action et celle, annexe, de la relation énergie E égale quantum d’action h fois fréquence du rayonnement. (…) Einstein construit en 1905 une hypothèse qu’il baptise hypothèse du quantum de lumière, selon laquelle « un rayonnement de densité suffisamment faible se comporte comme s’il était composé de quanta d’énergie indépendants les uns des autres » et de magnitude égale à la constante de Planck h multiplié par la fréquence du rayonnement. L’idée qui sous-tend cette hypothèse consiste à dire que la lumière contient des particules (Einstein se contente pour l’instant de dire des quanta) et suggère que l’expression h fois fréquence est plus fondamentale à cet égard que le simple h de Planck. (…) le passage du quantum d’action au quantum d’énergie constitue, selon moi, une regrettable erreur d’aiguillage. L’énergie, je le rappelle, mesure la cadence à laquelle l’action s’exerce dans un mouvement donné : tant d’unités d’action par seconde. Le « par seconde » dans cette expression ne permet pas de faire de h fois fréquence un « paquet ». (…)

Formulé initialement par Maupertuis en même temps qu’il introduisait le concept d’action, le « principe de moindre action » - l’un des plus remarquables de tous les principes de la physique – constate que, parmi toutes les trajectoires possibles permettant à une particule en mouvement d’aller d’un point à un autre, la particule adopte celle qui entraîne la plus petite dépense d’action possible, la trajectoire de « moindre action » ! Comment une telle chose est possible ? demanderez-vous (à juste titre).

Le quantum d’action est le médiateur de la force électromagnétique dans l’atome. (…)

Dans la terminologie de Feynman, le quantum d’action est un « photon virtuel ». (…) Richard Feynman a décomposé tout ce qui peut arriver à un électron dans l’atome et qui détermine son mouvement ou sa transformation. Ce sont des processus discontinus :

a) Un électron absorbe un quantum provenant d’une source extérieure et change de direction dans l’espace

b) Un électron émet un quantum qu’il réabsorbe aussitôt

c) Un électron émet un quantum qu’il réabsorbe après avoir fait un demi-tour dans le temps

d) Un électron apparaît subitement dans le vide, fait marche arrière dans le temps et disparaît, laissant le vide dans l’état premier. Entre temps, cependant, en « polarisant » le vide, cet électron a influencé son entourage. »

Leon Lederman sur le boson de Higgs

Qui était Léon Lederman

Who was Lederman

Leon Lederman présenté par Charpak

Quelques citations de Lederman

D’autres citations

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