L’histoire de Louis de Broglie est celle d’un prince devenu physicien, dont les travaux sur la nature de l’électron ont marqué l’histoire et contribué au développement de la mécanique quantique.
Il y a 100 ans, le 25 novembre 1924, le prince Louis Victor de Broglie (1892-1987), âgé de 32 ans, défendait sa thèse de doctorat en physique devant un jury comprenant Paul Langevin et Jean Perrin. Il y exposait sa théorie de la dualité onde-particule appliquée aux électrons.
Cinq ans plus tard, il recevra, à seulement 37 ans, le Prix Nobel de Physique pour sa « découverte de la nature ondulatoire de l’électron ».
Il sera élu en 1933 membre de l’Académie des sciences, puis en 1944 à l’Académie française, où il est accueilli par son propre frère Maurice. En 1960, Louis héritera du titre de duc à la mort de ce frère aîné. Quel fascinant parcours !
Le photon entre onde et corpuscule
Le monde de l’infiniment petit, celui des particules élémentaires, met en jeu des lois très éloignées de celles qui s’appliquent au monde ordinaire, en premier lieu la loi de gravitation strictement déterministe. Le comportement des particules est régi par une mécanique dite « quantique », qui a la particularité de ne prédire que des probabilités de réalisation d’un phénomène. On sait calculer précisément la trajectoire de la pierre qui tombe, cela n’est plus vrai pour une particule.
La nature de la lumière avait été débattue depuis le XVIIe siècle entre la vision granulaire de Newton et celle ondulatoire de Huyghens. Au XIXe siècle, avec les équations de Maxwell, la messe semblait dite et la nature ondulatoire de la lumière avérée.
Mais en 1905, Einstein changea la donne en interprétant l’« effet photoélectrique », dans lequel une plaque métallique illuminée peut produire de l’électricité seulement si la lumière qu’il reçoit possède une fréquence suffisante. Pour…
Auteur: François Vannucci, Professeur émérite, chercheur en physique des particules, spécialiste des neutrinos, Université Paris Cité
