1905-1945, les 40 glorieuses de la Physique moderne

Claude MOTTA Docteur ès Sciences

La physique moderne fait référence à différents aspects de la physique, dépendamment du contexte :

• La physique fondée sur la mécanique quantique : la physique quantique ;
• La physique fondée sur la théorie de la relativité ;
• La physique du XX^e siècle en général.

Le 20ème siècle a vu naître plusieurs théories qui ont profondément bouleversé nos conceptions de la physique. Il s'agit de la Relativité Restreinte, de la Relativité Générale et de la Mécanique Quantique (dite aussi mécanique ondulatoire). Nous allons donner un bref aperçu des origines, des préceptes et des conséquences de ces théories.

Le 17 mars 1905, Albert Einstein adressait à l’éditeur de la très renommée revue allemande « Annalen der physik » le premier d’une série de six articles qu’il écrira cette année-là, dont quatre seront ultérieurement considérés comme les fondements de la physique moderne.

Dès ce premier article, qui sera publié le 9 juin, intitulé « Sur un point de vue heuristique concernant la production et la transformation de la lumière », Einstein introduit une révolution en donnant une interprétation quantique de l’effet photoélectrique.

Au début du XX^e siècle, à la suite des travaux de Max Planck et d'Einstein démontrant l'existence du photon (quantum de lumière) se produisit la plus grande révolution conceptuelle de la physique : la naissance de la mécanique quantique.

Cette théorie mit un terme définitif à l'âge d'or de la mécanique de Newton : on considère que celle-ci ne décrit guère qu'une petite partie des phénomènes naturels, ceux qui se produisent à notre échelle, en gros.

• 1896 : radioactivité, Antoine Henri Becquerel, France
• 1896 : radium, Pierre et Marie Curie, France
• 1897 : électron, Joseph John Thomson, Royaume-Uni
• 1898 : polonium, Pierre et Marie Curie, France

La découverte de la radioactivité et son interprétation se produit en même temps.

Si la radioactivité est découverte par Henri Becquerel, Ernest Rutherford jouera un rôle essentiel dans la compréhension de ce phénomène : c'est lui qui comprend que plusieurs rayonnements sont à l'œuvre (il les appellera alpha et bêta) et que la radioactivité s'accompagne d'une transmutation. Il découvre aussi que les atomes comportent un noyau, sorte de graine positive.

.Passer en revue les progrès de la physique au 20ème siècle est une entreprise à couper le souffle. La relativité, la théorie quantique, la physique atomique, la physique moléculaire, la physique de l'état solide, la physique nucléaire, l'astrophysique, la physique des plasmas, la physique des particules : toutes ces nouvelles formes de la connaissance de la nature sont nées au 20ème siècle.