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Lise Meitner

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Lise Meitner
Lise Meitner en 1946.
Fonction
Professeure
Université Humboldt de Berlin
-
Biographie
Naissance
Décès
Sépulture
St James Churchyard (d)Voir et modifier les données sur Wikidata
Nom de naissance
Elise MeitnerVoir et modifier les données sur Wikidata
Nationalités
autrichienne ( - )
autrichienne ( - )
suédoise (à partir de )Voir et modifier les données sur Wikidata
Formation
Akademisches Gymnasium (jusqu'en )
Université de Vienne (doctorat) ( - )Voir et modifier les données sur Wikidata
Activités
Père
Philipp Meitner (en)Voir et modifier les données sur Wikidata
Mère
Hedwig Meitner (d)Voir et modifier les données sur Wikidata
Fratrie
Auguste Meitner (d)
Fritz Meitner (d)
Frida Frischauer-Meitner (d)Voir et modifier les données sur Wikidata
Parentèle
Otto Frisch (neveu)Voir et modifier les données sur Wikidata
Autres informations
A travaillé pour
Membre de
Directeurs de thèse
Personnes liées
Max Planck (mentor), Eva von Bahr (amie), Otto Hahn (teacher), Fritz Strassmann (teacher), Niels Bohr (teacher)Voir et modifier les données sur Wikidata
Distinctions
Prononciation
Œuvres principales
signature de Lise Meitner
Signature.
Plaque commémorative.
Vue de la sépulture.

Elise « Lise » Meitner, née le 7[1],[2] ou le 17[3] à Vienne en Autriche et morte le à Cambridge, en Angleterre, est une physicienne autrichienne naturalisée suédoise.

Elle est renommée pour ses travaux sur la radioactivité et la physique nucléaire. Elle joua notamment un rôle majeur dans la découverte de la fission nucléaire, dont elle fournit avec son neveu Otto Frisch la première explication théorique. Lise Meitner est souvent citée comme l'un des cas les plus flagrants de scientifique injustement ignorée par le comité attribuant le prix Nobel[4],[5],[6],[7],[8],[9].

Enfance et études

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Maison de naissance de Lise Meitner.

Elise (« Lise ») Meitner est née de famille juive ashkénaze nombreuse à Vienne, dans le deuxième arrondissement (Leopoldstadt). Elle est la troisième des huit enfants de Philipp Meitner et son épouse Hedwig Skovran.

Son père est l'un des premiers avocats juifs assermentés en Autriche. Le couple Meitner, aux idées libérales, élève ses enfants dans une atmosphère intellectuelle stimulante, et les encourage à poursuivre des études avancées. C'est ainsi que les cinq filles de la famille reçoivent une éducation supérieure, dans une société où l'école se termine pour l'écrasante majorité des jeunes filles de la bourgeoisie à l'âge de quatorze ans.

L'université autrichienne est ouverte aux femmes en 1897. Durant une période de transition, les jeunes femmes peuvent être admises sans être passées par le lycée (le Gymnasium, qui jusqu'alors leur était fermé), à condition d'être reçues à l'examen final, la Matura, en tant que candidates externes. En 1899, Lise Meitner commence une préparation accélérée de deux ans, dans un petit groupe de trois femmes, afin de se présenter à cet examen. Elle est reçue et entre à l'université de Vienne en 1901, à l'âge de vingt-deux ans.

Après la première année, au cours de laquelle Lise Meitner suit de nombreux cours en physique, chimie, mathématiques et botanique, elle se concentre sur la physique. Dès la seconde année, elle choisi de suivre tous les cours donnés par Ludwig Boltzmann ; cela témoigne de la fascination que ce grand physicien théoricien exerce sur ses étudiants, avec qui il développe des liens intellectuels mais aussi personnels[10].

Premiers travaux à Vienne

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Lise Meitner à Vienne (v. 1906).

En 1905, Lise Meitner effectue son travail de doctorat sous la direction du physicien expérimentateur Franz-Serafin Exner, qui introduit à Vienne l'étude de la radioactivité, un sujet nouveau et en plein essor. Le sujet d'étude de Lise Meitner est cependant de nature différente : il s'agit de vérifier que les équations de Maxwell décrivant la conduction de l'électricité s'appliquent également au transport de la chaleur. Elle présente en décembre 1905 son travail sur la conduction de la chaleur dans les solides inhomogènes devant un jury composé de Boltzmann et Exner, et obtient la plus haute mention (summa cum laude). Le diplôme de doctorat lui est attribué en [11].

Lise Meitner demeure à Vienne durant l'année qui suit son doctorat. En tant que femme, elle ne peut espérer une carrière académique, mais continue malgré tout la recherche. Elle rencontre Paul Ehrenfest, ancien étudiant de Boltzmann, qui attire son attention sur les articles publiés par Lord Rayleigh. L'un d'eux décrit un effet d'optique que Rayleigh ne parvient pas à expliquer. Lise Meitner trouve l'explication et en dérive de nouvelles observations : c'est son premier travail scientifique indépendant.

En parallèle, elle entreprend de s'initier aux procédures expérimentales pour l'étude de la radioactivité, auprès de Stefan Meyer (en), assistant à l'Institut Boltzmann. Elle étudie alors l'absorption dans les métaux des rayonnements alpha et bêta. Elle établi ensuite un dispositif destiné à mettre en évidence la diffusion des particules alpha (quelques années plus tard, le même type de recherche conduit Ernest Rutherford à la découverte du noyau atomique)[10].

Trente ans de recherche à Berlin

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Carrière en Allemagne

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Toujours sans perspective de carrière académique, mais bénéficiant du soutien de son père, Lise Meitner part pour Berlin en 1907 afin de suivre les cours de Max Planck. L'université allemande n'est alors pas encore ouverte aux femmes, et Lise Meitner doit obtenir l'autorisation du professeur pour assister à ses cours. Planck, globalement opposé à l'éducation des femmes mais ouvert aux « exceptions », accepte Lise Meitner, pour qui il est ensuite un soutien important. La jeune physicienne est rapidement remarquée. Heinrich Rubens, professeur de physique expérimentale, lui propose de travailler dans son laboratoire. Le jeune chimiste Otto Hahn, assistant à l'institut dirigé par Emil Fischer et désireux de collaborer avec un physicien, propose également à Lise Meitner de travailler avec lui : c'est le début d'une collaboration de trente ans[12]. Otto Hahn et Lise Meitner sont de proches amis, et le restent leur vie durant malgré les événements ultérieurs[13].

Au début de leur collaboration, Lise Meitner et Otto Hahn se trouvent relégués dans un laboratoire de sous-sol de l'institut dirigé par Fischer, en raison des réserves de ce dernier quant à la présence d'une femme dans son institut.

La situation évolue lorsque est fondée, en 1911, la société Kaiser-Wilhelm pour l'Avancement des Sciences (KWG), conduisant à la création de plusieurs instituts de recherche. En 1912, est créé l'Institut Kaiser Wilhelm de Chimie (KWI-C). Otto Hann y est embauché, assurant la direction du département de radiochimie. Lise Meitner le rejoint, mais avec le statut d'invitée, sans salaire. Peu après cependant, elle obtient son premier emploi payé comme assistante de Max Planck. En 1913, après avoir reçu une proposition de poste de professeur associé à Prague, elle obtient une position au KWI-C en tant qu'associée : une décision de Fischer, probablement influencée par Planck.

Au début de la Première Guerre mondiale, Lise Meitner s'engage comme infirmière, manipulant les équipements à rayons X. En 1916, elle retourne à ses recherches à Berlin, malgré un certain sentiment de culpabilité pour l'abandon de son service d'infirmière[14].

En 1917, est créé au KWI-C un département de physique, dont la direction est confiée à Lise Meitner : son statut devient alors équivalent à celui d'Otto Hahn. Leur collaboration continue jusqu'à l'exil de Lise Meitner en 1938.

Travaux scientifiques

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Avec Otto Hahn, dans leur laboratoire (1912).

La longue collaboration entre Lise Meitner et Otto Hahn porte sur la radioactivité.

Dès leur première année de travail en commun, unissant leurs compétences respectives de physicienne et de chimiste, ils découvrent plusieurs isotopes. Ils deviennent réputés pour leurs travaux, notamment pour la découverte du protactinium en 1918.

Lise Meitner au congrès Solvay de 1933.

Indépendamment de ses travaux avec Otto Hahn, Lise Meitner mène des recherches pionnières en physique nucléaire. Elle se consacre d'abord à l'étude des spectres de rayonnements bêta et gamma. En , elle fait publier un article traitant en particulier de la transition non-radiative connue comme l'effet Auger, appelé en l'honneur de Pierre Auger, un scientifique français qui découvre indépendamment cet effet. Elle découvre également l'émission de paires électron-positron lors de la désintégration bêta plus. Elle effectue différentes mesures de la masse du neutron.

Un autre aspect important des travaux de Lise Meitner concerne l'étude des réactions nucléaires artificielles. Ainsi, en 1934, alors que ce sujet est en plein essor, elle implique les deux chimistes Otto Hahn et Fritz Strassmann dans le « projet uranium », un programme de recherche qui mène, quatre ans plus tard, à la découverte de la fission nucléaire.

Lise Meitner supervise également la construction d'un accélérateur de particules dans le département de physique qu'elle dirige ; cette tâche est achevée en 1938, peu de temps avant son départ d'Allemagne[15].

Départ d'Allemagne

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Lors de l'arrivée au pouvoir d'Adolf Hitler en 1933, les Juifs occupant un emploi de service public sont renvoyés ou contraints de démissionner. Une grande partie des scientifiques juifs quitte alors l'Allemagne, parmi lesquels Otto Frisch, le neveu de Lise Meitner.

Dans un premier temps, la situation est différente pour les membres des instituts de la Société Kaiser-Wilhelm : en tant que fondation privée, la KWG n'est pas explicitement soumise à la loi sur le service public. Cependant, en raison de la part du gouvernement et des forces conservatrices dans son financement, il y est ordonné le renvoi des Juifs, à l'exception de quelques-uns des scientifiques les plus éminents ; parmi lesquels Lise Meitner, qui reste ainsi à la tête du département de physique du KWI-C jusqu'en 1938[12].

En 1937, la KWG passe sous le contrôle direct du gouvernement. Lise Meitner n'est plus alors protégée que par sa nationalité autrichienne ; une protection qui prend fin lors de l'annexion de l'Autriche par le Troisième Reich (Anschluss) en . En juin, elle apprend qu'elle est prochainement renvoyée et interdite d'émigration ; elle décide alors de fuir l'Allemagne. Aidée par deux collègues néerlandais, Dirk Coster et Adriaan Fokker, elle passe la frontière des Pays-Bas en . Elle part ensuite pour la Suède, où elle poursuit son travail dans le laboratoire de Karl Manne Georg Siegbahn à Stockholm, mais avec peu de ressources. Elle continue de correspondre avec Otto Hahn et d'autres scientifiques allemands. Elle établit également une collaboration avec Niels Bohr qui voyage régulièrement entre Copenhague et Stockholm.

Découverte de la fission

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À la suite de la découverte du neutron par James Chadwick en 1932, l'idée se propage dans la communauté scientifique que des éléments plus lourds que l'uranium (le plus lourd des éléments rencontrés sur Terre à l'état naturel) peuvent être produits en laboratoire. C'est le départ d'une course effrénée entre les différentes équipes de physique nucléaire : les groupes d'Ernest Rutherford (Royaume-Uni), Irène Joliot-Curie (France), Enrico Fermi (Italie), Otto Hahn et Lise Meitner (Allemagne) se lancent dans la compétition. L'enjeu, tel qu'il est alors perçu, n'est autre que l'honneur d'être les premiers à produire ces éléments inconnus, et l'espoir de voir un tel résultat récompensé par un prix Nobel. Personne n'envisage à ce moment de possible application pour ces recherches.

Lorsque Lise Meitner est contrainte de fuir l'Allemagne en 1938, elle poursuit sa collaboration avec Otto Hahn par correspondance. Les deux scientifiques se rencontrent clandestinement à Copenhague en novembre 1938, afin de planifier une nouvelle série d'expériences. De retour à Berlin, Hahn réalise ces expériences difficiles avec Fritz Strassmann ; ils mettent en évidence la présence de baryum parmi les éléments produits à la suite du bombardement de l'uranium avec des neutrons. Ils envoient le manuscrit exposant ces observations à la revue Naturwissenschaften en [16]. Simultanément, ils envoient une lettre à Lise Meitner pour lui faire part de leurs résultats expérimentaux. Étant donné la situation politique, Lise Meitner ne peut figurer comme coautrice de la publication, malgré son rôle majeur dans le déroulement de ces recherches.

La possibilité que l'uranium se brise en éléments plus légers sous l'effet d'un bombardement de neutrons avait été suggérée plusieurs années auparavant, notamment par Ida Noddack en 1934[17]. La première explication théorique de ce phénomène est apportée par Lise Meitner et son neveu Otto Frisch en [18], en employant le modèle de la goutte liquide de Niels Bohr pour décrire le noyau atomique. Ils expliquent comment le noyau d'uranium peut se scinder en deux parties, un noyau de baryum et un de krypton, tout en éjectant plusieurs neutrons et une grande quantité d'énergie. Ces prédictions sont confirmées expérimentalement par Frisch. Ils peuvent également expliquer pour quelle raison aucun élément plus lourd que l'uranium n'existe à l'état naturel : avec l'augmentation du nombre de protons, la répulsion coulombienne devient si forte qu'elle l'emporte sur l'attraction de la force nucléaire qui lie les nucléons entre eux.

Peu après la découverte de la fission, la communauté scientifique prend conscience de la possibilité de produire une réaction en chaîne pouvant libérer une quantité d'énergie colossale. L'éventualité d'une application militaire apparait alors ; dans le contexte du début de la Seconde Guerre mondiale, il est décidé de cesser toute publication concernant la fission nucléaire. Poussés par la peur que les Allemands ne développent une arme nucléaire, les physiciens Leó Szilárd, Edward Teller et Eugene Wigner persuadent Albert Einstein d'utiliser sa célébrité pour attirer l'attention du président américain Franklin Roosevelt sur ce sujet. Ceci déclenche le projet Manhattan, qui est développé à Los Alamos et abouti à la mise au point de l'arme nucléaire employée pour détruire Hiroshima et Nagasaki en 1945. De son côté, Lise Meitner refuse l'offre de participer au projet à Los Alamos en disant qu'elle ne veut rien avoir à faire avec une bombe[19].

Après la guerre

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Lise Meitner et ses étudiantes au collège Bryn Mawr (1959).

En 1946, Lise Meitner exprime des regrets d'être restée en Allemagne après l'avènement du nazisme : « J'ai eu tort. Non seulement sur le plan pratique, mais aussi du point de vue moral[20]. » Elle se montre également critique vis-à-vis des scientifiques qui, bien que ne partageant pas l'idéologie nazie, ont travaillé sous le régime hitlérien : parmi eux, Werner Heisenberg et Otto Hahn. Elle leur reproche la futilité d'une résistance passive, et de l'aide apportée à quelques amis, face à l'ampleur des crimes commis[21]. Cette attitude affecte son amitié de longue date avec la botaniste et généticienne Elisabeth Schiemann, qui a passé la guerre en Allemagne tout en manifestant ouvertement son opposition au régime nazi, comme en témoigne une correspondance abondante publiée en 2010[22],[23].

Lise Meitner prend la nationalité suédoise en 1949, mais part vivre en Angleterre en 1960. Elle meurt à Cambridge en 1968, peu avant d'atteindre 90 ans. Conformément à ses vœux, elle est enterrée auprès de son frère Walter au cimetière de l'église St James, dans le village de Bramley (Hampshire). L'inscription sur sa tombe est écrite par son neveu Otto Frisch :

« Lise Meitner: a physicist who never lost her humanity » (« Lise Meitner, une physicienne qui n'a jamais perdu son humanité »).

Distinctions et récompenses

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Statue de Lise Meitner à l'université Humboldt de Berlin.

Lise Meitner n'a jamais reçu le prix Nobel, bien qu'elle ait été nommée 49 fois pour ce prix[24]. L'attitude du comité Nobel n'est cependant pas représentative de l'estime que lui portent ses collègues. Ainsi, en apprenant que le prix Nobel de chimie 1944 revient à Otto Hahn, le chimiste Dirk Coster écrit à Lise Meitner : « Otto Hahn, le prix Nobel ! Il l'a certainement mérité. Mais il est dommage que je vous aie enlevée de Berlin […] sans cela, vous l'auriez eu également. Cela aurait certainement été plus juste. »

Ce phénomène d'attribution des découvertes scientifiques des femmes à leurs homologues masculins se nomme effet Matilda. Lise Meitner fait partie des femmes qui font l'objet de minimisation et de non-reconnaissance de leurs apports à la science[25], bien que ce soient les troubles politiques de cette période qui l'ont conduit à ne pas voir inscrire son nom à la liste des auteurs de l'article primé[réf. nécessaire]. De plus, par la suite, Lise Meitnera reçu de nombreuses distinctions. Lors de sa visite aux États-Unis en 1946, elle est reçue comme une célébrité par la presse américaine. Elle est membre de l'Académie des sciences autrichienne et docteur honoris causa de plusieurs universités.

Durant son existence, 21 récompenses scientifiques et publiques lui ont été remises pour ses travaux et sa vie, parmi lesquelles :

Plaque commémorative pour Lise Meitner et Max Delbrück, à Berlin.

Le nom de Lise Meitner est donné à plusieurs rues et écoles, à un institut de recherche de Berlin (le Hahn-Meitner-Institut, renommé Helmholtz-Zentrum Berlin en 2008). L'Union astronomique internationale a donné son nom à deux cratères, sur la Lune et sur Vénus, ainsi qu'à l'astéroïde (6999) Meitner. En 1997, le nouvel élément de numéro atomique 109 est baptisé meitnerium à sa mémoire. La Société Lise-Meitner est fondée en 2016 en Allemagne pour promouvoir l'égalité des femmes en sciences et mathématiques à l'intérieur et à l'extérieur de la carrière universitaire. Un prix Lise Meitner est décerné par la Société européenne de physique, un autre du même nom par l'université de technologie Chalmers à Göteborg.

En 1978, l'Autriche émet un timbre pour le centième anniversaire de sa naissance. L'Allemagne un autre en 1988.

Hommages et postérité

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Notes et références

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  1. (en) « Lise Meitner (1878 - 1968) », sur atomicarchive.com.
  2. (en) Lisa Yount, A to Z of women in science and math, , 368 p. (lire en ligne), p. 204.
  3. Selon (en) Ruth Lewin Sime, Lise Meitner : A Life in Physics, University of California Press, (lire en ligne), le registre des naissances de la communauté juive de Vienne indique que Meitner est née le 17, mais tout autre document à son sujet indique le 7, date que Meitner a reconnue elle-même.
  4. « Lise Meitner : et la fission fut », France Culture,‎ (lire en ligne, consulté le )
  5. (en) Horace Judson, « No Nobel Prize for Whining », New York Times,‎ (lire en ligne) — Lise Meitner, the physicist first to recognize that experiments reported by two former colleagues in Berlin meant that atoms had been split, never got a prize, even though one of those colleagues, Otto Hahn, did in 1944.
  6. (en) « Otto Hahn, Lise Meitner and Fritz Strassmann », Chemistry Heritage.
  7. (en) « The Woman Behind the Bomb », Washington Post (consulté le ).
  8. (en) « Revelations Concerning Lisa Meitner And The Nobel Prize », Science Week,‎ (lire en ligne).
  9. (en) Elisabeth Crawford, Ruth Lewin Sime et Mark Walker, « A Nobel Tale of Postwar Injustice », Physics Today, vol. 50, nos 26-32,‎ .
  10. a et b (en) Ruth Lewin Sime, Lise Meitner a life in physics, Berkeley, University of California Press, coll. « California studies in the history of science » (no 13), , 526 p. (ISBN 978-0-520-91899-3 et 978-0-585-05524-4, OCLC 42855101, présentation en ligne), p. 1.
  11. (de) Berliner Institut für Gesundheitsforschung-Charité und Max-Delbrück-Centrum, « Lise Meitner - BIH at Charité », sur www.bihealth.org (consulté le )
  12. a et b (en) Ruth Lewin Sime, From Exceptional Prominence to Prominent Exception: Lise Meitner at the Kaiser Wilhelm Institute for Chemistry Ergebnisse 24, Forschungsprogramm Geschichte der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft im Nationalsozialismus (2005).
  13. (de) Dietrich Hahn (éditeur), Lise Meitner : Erinnerungen an Otto Hahn, Stuttgart, S. Hirzel, (ISBN 978-3-7776-1380-2, présentation en ligne).
  14. (de) Charlotte Kerner, Lise, Atomphysikerin. Die Lebensgeschicte der Lise Meitner. 2. Auflage, Verlag Beltz & Gelberg, Weinheim, 2006 (ISBN 978-3-407-78812-2).
  15. (de) Burghard Weiss, « Lise Meitners Maschine », Kultur und Technik, mars 1992, p. 22-27.
  16. (de) O. Hahn and F. Strassmann Über den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle (Sur la détection et les caractéristiques des métaux alcalino-terreux formés par irradiation de l'uranium avec des neutrons), Naturwissenschaften Volume 27, Numéro 1, 11-15 (1939). Reçu le .
  17. Bernard Fernandez, De l'atome au noyau : Une approche historique de la physique atomique et de la physique nucléaire, Éditions Ellipses, , 597 p. (ISBN 978-2-7298-2784-7), partie V, chap. 13 (« La fission de l'uranium »), p. 372.
  18. (en) Lise Meitner and O. R. Frisch Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction, Nature, Volume 143, Number 3615, 239-240 (). L'article est daté du .
  19. (en) Ruth Lewin Sime, Lise Meitner a life in physics, Berkeley, University of California Press, coll. « California studies in the history of science » (no 13), , 526 p. (ISBN 978-0-520-91899-3 et 978-0-585-05524-4, OCLC 42855101, présentation en ligne), p. 305.
  20. Lettre de Lise Meitner à Gerta von Ubisch, (Churchill Archive Center, Lise Meitner Papers).
  21. (en) John Cornwell, Hitler's scientists : science, war, and the devil's pact, New York, Viking, , 535 p. (ISBN 978-0-670-03075-0 et 978-0-670-89362-1, OCLC 52761187), 411.
  22. Elvira Scheich, « Science, Politics, and Morality: The Relationship of Lise Meitner and Elisabeth Schiemann », Osiris, vol. 12,‎ , p. 143–168 (ISSN 0369-7827, lire en ligne, consulté le )
  23. (de) Jost Lemmerich (éd.),, Bande der Freundschaft: Lise Meitner–Elisabeth Schiemann. Kommentierter Briefwechsel 1911–1947, Vienne, Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, (ISBN 978-3-7001-6847-8)
  24. (en) « Nomination%20archive », sur NobelPrize.org, (consulté le ).
  25. « Lise Meitner : et la fission fut », France Culture,‎ (lire en ligne, consulté le )
  26. Charlotte Kerner, Lise, Atomphysikerin die Lebensgeschichte der Lise Meitner, (ISBN 978-3-407-80664-2 et 3-407-80664-7, OCLC 75168453, lire en ligne)
  27. « Cherchez la femme ! (26/30) - Lise Meitner - L'ère de l'atome - Regarder le documentaire complet », sur ARTE (consulté le ).
  28. « nobELLES exposition », sur calendrier.espacepourlavie.ca.
  29. Catherine Lalonde, « nobELLES exposition », sur ledevoir.com, .
  30. [vidéo] Espacepourlavie Montréal, « Épisode 1: Lise Meitner - balado nobELLES », sur YouTube
  31. « MissMe rend hommage à sept femmes scientifiques au Planétarium de Montréal », sur ici.radio-canada.ca, .
  32. « Les Fabuleuses : L'Affaire Rosalind Franklin », sur offi.fr (consulté le )

Articles connexes

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Liens externes

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