Louis de Broglie (Sciences & Technique)

« Mais ces idées étaient alors si hardies et si différentes des points de vue habituels qu'elles ne pouvaient manquer deparaître étranges, d'autant plus que, si cet exposé contenait indiscutablement les principes initiaux dont toute lamécanique ondulatoire devait plus tard découler, ceux-ci étaient introduits d'une façon qui ne les rendait pastoujours clairement intelligibles, surtout pour des esprits entraînés aux vieilles disciplines.

Comme il leur manquait, enoutre, la confirmation expérimentale, qui ne devait venir que plus tard, elles ne rencontrèrent d'abord qu'unecuriosité un peu incrédule.

Il fallut qu'elles fussent retrouvées ensuite sous un autre aspect par Heisenberg, etdéveloppées sous une forme plus logique par Schrödinger, pour apparaître dans toute leur importance et s'imposerdéfinitivement. L'analogie de certains principes de la mécanique et de l'optique avait servi de point de départ aux conceptions deLouis de Broglie, elle lui suggéra qu'il était possible de réunir dans une même discipline ces deux chapitres de laphysique, en apparence très distincts ; cette vue se montra si juste que tout le reste en sortit. La partie essentielle de la mécanique ondulatoire consiste à attribuer à tout projectile une longueur d'onde expriméepar l = h/mv c'est-à-dire par le quotient de la constante de Planck par la quantité de mouvement "mv" du projectile; cette longueur d'onde permet de prévoir les déplacements du projectile, comme les longueurs d'onde optiquepermettent de prévoir la marche des rayons lumineux, au moins dans les cas simples.

On est ainsi conduit à cetteconséquence inattendue qu'un essaim de projectiles doit se diffracter comme un pinceau de lumière. Or, dans le cas des électrons, l'ordre de grandeur de la masse et de la vitesse assigne, par la formule précédente, àla longueur d'onde une valeur de l'ordre de celle des rayons X, qui se prête facilement à la mise en évidence desphénomènes de diffraction par les milieux cristallins au moyen d'une technique devenue classique.

Environ quatreans après la publication de la théorie de Louis de Broglie, les physiciens américains Davisson et Germer du laboratoireBell de New York, puis G.

P.

Thomson, par une méthode plus directe et plus précise, mirent hors de doute le faitexpérimental de la diffraction des électrons et la vérification parfaite des conséquences de la mécaniqueondulatoire.

Aussi le prix Nobel de physique fut-il, en 1929, attribué à son auteur.

Celui-ci, chargé d'un cours àl'Institut Henri Poincaré, devint titulaire de la chaire de Physique théorique à la Sorbonne et se consacraentièrement au développement de la nouvelle science qu'il avait fondée.

Il y a peu d'exemple d'un succès aussirapide et aussi complet. Les développements ultérieurs de la mécanique ondulatoire devaient sans cesse en étendre la portée.

Il devint clairque les maxima d'intensité prévus en certains points de l'espace pour les rayonnements dans le sens généraldevaient s'interpréter comme des maxima de la probabilité de présence des corpuscules en ces points aussi bienpour les photons que pour les essaims de projectiles.

Tout corps en mouvement se présente comme ayant à la foisdes propriétés balistiques et des propriétés optiques, les premières dominant à peu près exclusivement pour les grosprojectiles de la mécanique usuelle et les secondes devenant surtout sensibles pour la propagation de la lumière,tandis que les électrons et les corpuscules atomiques plus lourds présentent d'une façon caractérisée le doubleaspect balistique et ondulatoire.

Un exemple très remarquable de ce dernier cas est celui de la diffraction desneutrons. Les piles atomiques donnent naissance à des faisceaux de neutrons assez denses pour être étudiés sous forme depinceaux étroits ; les longueurs d'onde que l'on peut leur assigner dans les cas usuels tombent encore dans ledomaine de grandeur des ondes de rayons X et sont ainsi justiciables de la diffraction cristalline.

Une nouvellespectroscopie de vitesse des neutrons a donc pu être créée ; elle est maintenant largement utilisée pour étudier lespropriétés de ces très importants corpuscules. Les conséquences de la mécanique ondulatoire se sont révélées comme très importantes non seulement pour laphysique, mais aussi dans différentes branches des sciences de la nature ; nous allons en citer quelques exemples. On savait depuis un certain temps que les trajectoires des corpuscules électrisés dans les champs magnétiques ouélectriques permettaient de réaliser de véritables concentrations focales, les spectrographes à rayons ß et lesspectrographes de masse sont basés sur cette propriété ; mais la nouvelle théorie, en établissant un rapport étroitentre les trajectoires de particules et les rayons lumineux, permet de passer d'une manière tout à fait générale del'optique des rayons à la marche des particules électrisées dans des champs en apportant même dans ce casl'équivalent d'un indice de réfraction quand ce champ n'est pas uniforme.

Dès lors on peut calculer des lentilles etdes objectifs électroniques et aboutir à ces microscopes électroniques, dont on sait quels progrès ils ont permis deréaliser pour la connaissance de l'infiniment petit, en raison de la longueur d'onde associée aux particules qui permetde reculer beaucoup la limite qu'apportaient les phénomènes de diffraction pour l'obtention de très fortsgrossissements.

Tout un monde de structures nouvelles absolument ignoré jusqu'alors a pu être abordé et étudié defaçon à renouveler complètement la microscopie classique ; nous sommes ici bien loin des considérations sur lanature du rayonnement, point de départ des recherches de Louis de Broglie. En chimie, la mécanique ondulatoire, par l'introduction des nouvelles formes de liaison qu'elle suggère, a permiségalement de comprendre la cohésion moléculaire et d'éclaircir des problèmes qui faisaient jusqu'alors le désespoirdes chimistes ; il est devenu possible d'édifier une chimie mathématique, dont les développements se poursuivent,depuis, chaque jour. Parmi les autres travaux de Louis de Broglie que nous ne ferons que mentionner ici, il y a lieu de citer ses premiers. »