Les scientifiques oubliés par le prix Nobel

Chien-Shiung Wu a prouvé une théorie lauréate du prix Nobel. Jocelyn Bell Burnell a découvert les pulsars. Aucune des deux n'a remporté le prix pour cela. Voici ce qui s'est réellement passé, et pourquoi.

En décembre 1956, la physicienne Chien-Shiung Wu a passé les fêtes de fin d'année dans son laboratoire de l'Université Columbia, menant une expérience sur le cobalt-60 radioactif refroidi à une température proche du zéro absolu. Elle testait si une symétrie fondamentale de la nature, appelée parité, était réellement valable à l'intérieur du noyau d'un atome. Ce n'était pas le cas. Les résultats de Wu ont montré que la nature a une direction privilégiée à l'échelle subatomique — une découverte suffisamment importante pour que le prix Nobel de physique lui soit décerné l'année suivante, en 1957. Le prix a été attribué aux deux théoriciens qui avaient proposé l'idée et lui avaient demandé de la tester. Il n'a pas été attribué à Wu, qui a mené l'expérience qui leur a donné raison.

Onze ans plus tard, et à des milliers de kilomètres de là, une étudiante diplômée de Cambridge nommée Jocelyn Bell Burnell a remarqué un étrange signal rythmique dans des kilomètres de papier graphique provenant d'un radiotélescope qu'elle avait aidé à construire de ses propres mains — une impulsion arrivant toutes les 1,337 seconde, trop rapide et trop régulière pour tout ce qui était alors connu dans le ciel. Elle avait découvert les pulsars, ces étoiles à neutrons en rotation rapide qui sont devenues l'un des outils les plus utiles de l'astronomie. Le prix Nobel de 1974 pour cette découverte, le tout premier décerné en astronomie, a été attribué à son superviseur.

Ce que Wu a réellement prouvé

En octobre 1956, les physiciens théoriciens Tsung-Dao Lee et Chen Ning Yang ont publié un article affirmant que la parité — l'hypothèse selon laquelle la nature se comporte de manière identique à son image miroir — n'avait jamais été réellement testée dans les interactions nucléaires faibles comme la désintégration radioactive, même si l'on supposait qu'elle était valable partout. Wu, une collègue de Lee à Columbia et déjà reconnue comme l'une des physiciennes expérimentales les plus rigoureuses de sa génération, a mis de côté son propre travail pour la tester. Son équipe a mesuré si les noyaux de cobalt-60, dont les spins étaient alignés par un froid intense, émettaient des particules bêta de manière égale dans les deux directions le long de cet axe de spin. Ce n'était pas le cas. Le déséquilibre qu'elle a mesuré fin décembre 1956 a réfuté la conservation de la parité dans les interactions faibles, un résultat qui a remodelé la compréhension des physiciens des symétries fondamentales de l'univers. Au cours de sa carrière, Wu a été nominée vingt-trois fois pour le prix Nobel et ne l'a jamais remporté.

Ce que Bell Burnell a réellement trouvé

Bell Burnell était doctorante sous la direction d'Antony Hewish, aidant à construire un radiotélescope conçu pour détecter les quasars par leur scintillation, ou scintillement. En passant au crible près de 100 mètres de papier d'enregistreur graphique par mois à la main, elle a repéré une trace étrange qu'elle a appelée « un peu de saleté » et l'a retracée jusqu'à une source pulsant avec une régularité presque parfaite. Elle et Hewish ont passé des semaines à écarter les interférences des voitures, des satellites et des équipements défectueux, surnommant à moitié en plaisantant le signal LGM, pour Little Green Men (Petits Hommes Verts), avant que Bell Burnell ne trouve une deuxième source pulsante, également régulière, ailleurs dans le ciel — preuve que les signaux étaient naturels, et non artificiels. Les objets se sont avérés être des pulsars : des étoiles à neutrons tournant plusieurs fois par seconde, balayant un faisceau de rayonnement vers la Terre comme un phare. Le prix Nobel de 1974 pour cette découverte a été attribué à Hewish et à son collègue astronome Martin Ryle. Bell Burnell a déclaré dans des interviews qu'elle ne regrettait pas cette omission, notant que les étudiants chercheurs n'étaient pas généralement reconnus par le comité Nobel à l'époque.

Un schéma, pas seulement deux cas isolés

Les règles du Nobel limitent chaque prix à trois lauréats, excluent les récompenses posthumes et dépendent des nominations soumises avant une date limite en début d'année — les résultats définitifs de Wu, publiés en février 1957, sont sortis quelques semaines seulement avant la clôture des nominations de cette année-là, et les archives historiques des nominations montrent que ni elle ni les autres équipes qui ont confirmé la violation de la parité n'ont été nominées à temps. Des études statistiques de l'histoire du prix ont montré que des résultats comme ceux de Wu et Bell Burnell — où le théoricien ou le superviseur a été crédité plutôt que l'expérimentateur ou l'étudiant qui a effectué les mesures — se reproduisent assez souvent pour être traités comme un schéma structurel, et non comme un hasard. Bell Burnell a finalement été honorée ailleurs : en 2018, elle a reçu le prix spécial Breakthrough de 3 millions de dollars en physique fondamentale, qu'elle a entièrement reversé pour financer des bourses d'études pour les groupes sous-représentés entrant en physique.


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Questions fréquentes

Chien-Shiung Wu a-t-elle déjà remporté un prix Nobel ?

Non. Elle a été nominée pour le prix Nobel de physique vingt-trois fois au cours de sa carrière et ne l'a jamais remporté, malgré la réalisation de l'expérience de 1956-57 qui a réfuté la conservation de la parité et a valu à Lee et Yang le prix de 1957 pour la théorie qu'elle a testée.

Pourquoi Jocelyn Bell Burnell n'a-t-elle pas remporté le prix Nobel pour la découverte des pulsars ?

Le prix Nobel de physique de 1974 pour la découverte des pulsars a été attribué à son superviseur, Antony Hewish, et à son collègue astronome Martin Ryle, et non à Bell Burnell, qui était alors étudiante diplômée et a fait la découverte réelle. Elle a déclaré publiquement qu'elle ne le regrettait pas, et a depuis été reconnue par d'autres distinctions majeures, y compris le prix spécial Breakthrough de 2018.

Qu'est-ce qu'un pulsar, en termes simples ?

Un pulsar est une étoile à neutrons en rotation rapide — le noyau extrêmement dense et effondré laissé après l'explosion d'une étoile massive — qui balaye un faisceau de rayonnement vers la Terre à chaque rotation, comme un phare. Bell Burnell a détecté le premier en 1967 par ses impulsions radio d'une régularité précise.

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