Biographique Isidore Isaac Rabi (1898-1988)
À son retour en 1929, il est nommé maître de conférences en physique théorique à l’Université de Columbia et, après une promotion dans les différents grades, devient professeur en 1937. En 1940, il obtint un congé de Columbia pour travailler comme directeur associé du Radiation Laboratory au Massachusetts Institute of Technology (MIT) sur le développement du radar et de la bombe atomique. En 1945, il retourna à Columbia en tant que directeur général du département de physique. À ce titre, il s’occupe également du Brookhaven National Laboratory for Atomic Research, Long Island, une organisation consacrée à la recherche sur les utilisations pacifiques de l’énergie atomique.
Par une application ingénieuse du principe de résonance, il réussit à détecter et à mesurer des états uniques de rotation d’atomes et de molécules, et à déterminer les moments mécaniques et magnétiques des noyaux. Le professeur Rabi a publié ses articles les plus importants dans The Physical Review, dont il a été rédacteur en chef adjoint pendant deux périodes. En 1939, il reçoit le prix de l’Association américaine pour l’avancement des sciences et, en 1942, la médaille Elliott Cresson de l’Institut Franklin. Il a reçu la médaille du mérite, la plus haute distinction civile de la Seconde Guerre mondiale, en 1948, la médaille du roi pour service à la cause de la liberté la même année, et est officier de la Légion d’honneur.
En 1959, il a été nommé membre du Conseil des gouverneurs de l’Institut Weizmann des sciences, Rehovoth, Israël. Il est membre étranger des académies japonaise et brésilienne et est membre du Comité consultatif général de l’Agence de contrôle des armements et du désarmement et de la Commission nationale des États-Unis pour l’UNESCO. À la Conférence internationale sur les utilisations pacifiques de l’énergie atomique (Genève, 1955), il a été délégué et vice-président des États-Unis. Il est également membre du Comité consultatif scientifique de l’Agence internationale de l’énergie atomique. Le Dr Rabi a épousé Helen Newmark en 1926. Ils ont deux filles. Ses récréations sont le voyage, la marche et le théâtre.
Les travaux d’Isidor Isaac Rabi sur les propriétés magnétiques des noyaux, y compris le développement de la résonance magnétique nucléaire, et son rôle en tant que militant pour la paix pendant la guerre froide ont eu des effets profonds et étendus sur toute la physique.
Quelques mois avant la mort d’Isidor Isaac Rabi au début de 1988, ses médecins l’ont observé alors qu’il était doucement déplacé dans l’alésage d’un appareil d’imagerie par résonance magnétique. Une fois à l’intérieur de la machine, Lavi vit une image déformée de son visage dans la surface cylindrique qui l’entourait. « C’était étrange », a déclaré Rabi. « Je me suis vu dans cette machine. Je n’aurais jamais pensé que mon travail en arriverait là. Un moment étrange ? Certainement, puisque les recherches physiques de Rabi ont directement abouti à l’imagerie par résonance magnétique, une technique aujourd’hui largement utilisée dans les hôpitaux.
Les années fondatrices
Rabi est né en 1898 dans ce qui était l’empire austro-hongrois et qui est aujourd’hui la Pologne. À l’âge de deux ans, Rabi et sa famille vivaient dans un ghetto juif du Lower East Side de New York. L’enfance de Rabi a été dominée par les restrictions de la pauvreté et du judaïsme conservateur. Dans leur appartement de deux pièces, occupé par les quatre membres de la famille Rabi plus deux pensionnaires, à peine une phrase a été prononcée qui ne se réfère pas à Dieu d’une manière ou d’une autre.
Dans sa jeunesse, Rabi a soumis ses enseignements religieux à de petits tests expérimentaux, pour découvrir que c’à quoi on lui avait appris à s’attendre ne s’était pas réellement produit. Ainsi, lorsqu’il a découvert un livre de bibliothèque qui expliquait la conception du système copernicien du mouvement planétaire, la réponse immédiate de Rabi a été « Qui a besoin de Dieu ? ». En tant qu’adulte, Rabi n’a jamais pratiqué la religion, mais les premières influences sont restées. « Mon éducation précoce, tellement frappée par Dieu, le créateur du monde, cela m’est resté », a-t-il déclaré.
Le parcours de Rabi pour obtenir son doctorat en physique de l’Université de Columbia en 1926 était étrange et torturé. Il est allé au lycée de formation manuelle plutôt qu’au lycée des garçons, l’école choisie par ses amis juifs intelligents. Et à l’Université Cornell, il a étudié la chimie, pas la physique. Au lycée et à Cornell, Rabi a passé peu de temps sur ses devoirs en classe. Au lieu de cela, il a beaucoup lu sur des sujets à la fois liés et non liés à ses cours. Le père de Rabi l’a traité de paresseux.
Après avoir obtenu son diplôme en 1919, il a passé trois longues années à ne rien faire. Il n’avait pas de travail et perdait du temps à « s’amuser » avec trois amis. Il a passé de longues journées à la bibliothèque publique de New York. Lorsqu’il a finalement décidé d’aller à l’école doctorale, il est retourné à Cornell pour découvrir que la chimie ne le captivait pas. En 1923, il est transféré au département de physique de Columbia.
L’approche de Rabi à sa thèse de doctorat était une extension de son comportement passé et a donné un aperçu de son futur style de recherche. En 1923, la physique « claquait et sautait » en Europe. Les idées quantiques ont fasciné Rabi et une nouvelle expérience d’Otto Stern et Walther Gerlach l’a tellement captivé qu’on lui a demandé de donner un séminaire départemental sur le sujet. Malheureusement pour Rabi, la théorie quantique ne faisait pas partie du tarif à Columbia, ni dans d’autres universités américaines à cette époque.
La recherche de thèse de Rabi était de mesurer la susceptibilité magnétique d’une classe de substances cristallines et avait ses origines dans la physique du 19ème siècle. Lavi a fait pousser des cristaux et a tergiversé. Il a passé des jours à la bibliothèque. Il a lu Zeitschrift für Physik et a organisé un groupe d’étudiants pour discuter de la nouvelle physique qui prenait forme en Europe. Mais il ne pouvait pas se résoudre à commencer les fastidieuses mesures de susceptibilité magnétique et à utiliser des méthodes expérimentales de routine. Un jour, cependant, alors qu’il lisait le Traité sur l’électricité et le magnétisme de James Clerk Maxwell de 1873 , l’idée lui vint d’une méthode simple et précise pour effectuer ses mesures.
Rabi suspendit son cristal à une fibre de verre dans une solution et plaça l’appareil dans un champ magnétique. Il savait que le poids du cristal changerait à mesure que le champ magnétique était activé et désactivé, car la solution et le cristal avaient des susceptibilités magnétiques différentes. Rabi a ensuite ajusté la susceptibilité magnétique de la solution jusqu’à ce que le poids du cristal ne change pas, ce qui signifiait que les susceptibilités du cristal et de la solution étaient les mêmes. Enfin, il compara la susceptibilité magnétique de la solution à celle de l’eau, qui était connue, lui permettant ainsi de déterminer la susceptibilité du cristal.
Rabi était animé. Voici une expérience avec la classe. En six semaines, il a mesuré les susceptibilités de toute une série de substances cristallines, et l’a fait avec une précision sans précédent.
La mécanique quantique est devenue une réalité pendant les études supérieures de Rabi et il voulait apprendre la nouvelle physique de ses créateurs. Avec un doctorat en poche, il est allé en Europe et a passé de courtes périodes avec Arnold Sommerfeld, Niels Bohr, Wolfgang Pauli et Werner Heisenberg. Cependant, c’est à Hambourg, alors qu’il travaillait vraisemblablement avec Pauli, que le futur parcours de Rabi a été déterminé.
Otto Stern – dont l’expérience avec Walther Gerlach avait tellement captivé Rabi – était également basé à Hambourg. Stern et Gerlach avaient envoyé un faisceau d’atomes d’argent à travers un champ magnétique non uniforme et avaient observé que les atomes individuels étaient déviés de telle sorte que le faisceau était divisé en deux composants distincts. Alors que Stern concluait qu’il avait vérifié la « quantification de l’espace » – la caractéristique la plus bizarre de l’ancienne théorie quantique – il avait anticipé sans le savoir le moment cinétique intrinsèque ou « spin » de l’électron (voir Friedrich et Herschbach dans d’autres lectures). Les spins électroniques et les spins nucléaires sont responsables des propriétés magnétiques des matériaux.
Bien sûr, l’enchantement continu de Rabi avec l’expérience Stern-Gerlach l’a attiré dans le laboratoire de Stern pour voir le travail de première main. Lors d’une visite, Rabi a fait une suggestion désinvolte à Stern concernant la déviation des particules avec un champ magnétique uniforme. « Faites-le », a déclaré Stern!
La méthode de déviation magnétique que Rabi a démontrée dans le laboratoire de Stern était à la fois simple et efficace. Il envoya un faisceau d’atomes dans un champ magnétique homogène sous un angle rasant. Le champ pouvait être calibré facilement, contrairement au champ inhomogène utilisé dans l’expérience de Stern-Gerlach. Au fur et à mesure que les atomes pénétraient dans le champ, ils changeaient de direction en fonction de leurs moments magnétiques. Cette méthode est devenue le champ de Rabi.
À la fin des années 1920, le département de physique de l’Université de Columbia avait besoin d’un membre du corps professoral capable d’enseigner la nouvelle mécanique quantique. Il se trouve que Heisenberg commençait une tournée mondiale au début de 1929 et sa première étape à New York était Columbia. Heisenberg a recommandé Rabi pour le nouveau poste et a ainsi commencé sa carrière universitaire en tant que chargé de cours – le plus bas échelon de l’échelle professorale – quelques mois plus tard.
Les deux premières années de Rabi à Columbia furent improductives. Il se considérait toujours comme un théoricien et passait son temps à appliquer la mécanique quantique aux solides. « J’ai eu de bonnes idées », a déclaré Rabi, « mais elles m’ont ennuyé à mourir. »
Le premier article de Rabi sur les faisceaux moléculaires, « Le spin nucléaire du sodium », a été publié en 1933 (voir Rabi et Cohen dans d’autres lectures). Encore une fois, Rabi était frustré par les techniques expérimentales disponibles, tout comme il l’avait été pendant ses recherches de thèse. Après des mois d’expériences avec différents champs magnétiques et différentes inhomogénéités de champ, Rabi et son premier étudiant diplômé, Victor Cohen, avaient accumulé des données de déviation qui nécessitaient une analyse statistique longue et laborieuse. « Ce n’est pas pour moi », a déclaré Rabi. « Je vais connaître ma réponse à la fin de la journée. »
Deux choses se sont produites ensuite. Tout d’abord, Gregory Breit et Rabi ont montré théoriquement comment les minuscules moments magnétiques du noyau pouvaient être mesurés en présence de moments électroniques beaucoup plus grands en utilisant un champ magnétique faible. Deuxièmement, Rabi et Cohen ont modifié l’appareil standard de Stern-Gerlach pour exploiter la théorie de Breit-Rabi.
Plus précisément, ils ont remplacé le champ de déviation unique et fort par trois champs de déviation – un champ fort et deux champs faibles – le long du trajet du faisceau. Les atomes de sodium du faisceau ont donc subi successivement trois déviations différentes. Chaque atome a subi une déviation qui dépendait de son moment magnétique effectif, qui à son tour dépendait de son état quantique hyperfin. La structure hyperfine résulte de l’interaction des moments magnétiques des électrons et du noyau.
Le résultat final était que le faisceau était divisé en 2 (2I + 1) composants, où I est le spin nucléaire des atomes de sodium. La symétrie de l’expérience signifiait que la moitié des composants (c’est-à-dire 2I + 1) étaient déviés vers la droite du détecteur et l’autre moitié vers la gauche.
Rabi et Cohen ont compté le nombre de composants en déplaçant un détecteur d’ionisation de surface à fil à travers le faisceau. Ils ont trouvé quatre composants d’un côté, donc le spin nucléaire du sodium était de 3/2 (figure 1). Rabi avait sa réponse à la fin de la journée. « Cela m’a tout simplement charmé », a-t-il déclaré. « Ces atomes dans des états quantifiés… Comptez-les ! … Chacun, je suppose, cherche Dieu à sa manière.
De 1933 jusqu’à la fin de la décennie, Rabi a dirigé un ballet atomique alors que les atomes pirouettent à travers son appareil à faisceaux, répondant aux coups de coude magnétiques et aux stimuli exercés sur eux et abandonnant leurs secrets intérieurs. Les atomes de nombreux éléments formaient le corps de ballet, mais un atome était la danseuse étoile : l’hydrogène.
Rabi et ses collaborateurs ont effectué une série de mesures de plus en plus précises du spin nucléaire de l’atome d’hydrogène (c’est-à-dire le proton) et de l’atome de deutérium (c’est-à-dire l’état lié d’un proton et d’un neutron connu sous le nom de deutéron), aboutissant à la découverte du moment quadripolaire nucléaire du deutéron en 1940.
Les expériences de Rabi sur les hydrogènes
En 1933, à l’aide d’un faisceau de molécules d’hydrogène, Otto Stern avait mesuré le moment magnétique du proton à 2,5 ± 0,25 magnétons nucléaires. Le résultat de Stern a été une surprise totale. Le magnéton nucléaire est défini comme 1 nm = eh /4π Mc, où e est la charge de l’électron, h est la constante de Planck, M est la masse au repos du proton et c est la vitesse de la lumière. En 1928, Dirac avait expliqué pourquoi le moment magnétique de l’électron était eh /4π Mc , où m est la masse de l’électron, de sorte que le proton devait avoir un moment de 1 magnéton nucléaire.
L’importance du proton et le fait que la méthode de champ faible de Breit-Rabi pouvait mesurer son moment magnétique à l’aide d’un faisceau d’atomes d’hydrogène exigeaient que la mesure de Stern soit répétée. « Après tout, » dit Rabi, « il n’y a qu’un seul proton. »
Les premières expériences de Rabi sur l’hydrogène et le deutérium étaient rudimentaires. Une méthode de déviation simple a été utilisée, une température de faisceau a dû être supposée, la distribution de vitesse des atomes a brouillé les résultats et le détecteur avait une surface jaune qui est devenue bleue là où les atomes du faisceau ont empiété. Les résultats de l’expérience de Rabi en 1934 étaient de 3,25 ± 0,33 nm pour le proton et de 0,7710,2 nm pour le deutéron. Les résultats étaient incompatibles avec ceux de Stern et avec des incertitudes expérimentales de 10 % et 26 %, de meilleurs résultats étaient nécessaires.
Une deuxième expérience a introduit la technique de refocalisation élégamment simple qui présageait la méthode de résonance magnétique de grande envergure. Les particules du faisceau passaient à travers deux champs de déviation, « A » et « B », qui étaient orientés pour dévier les atomes dans des directions opposées. Comme précédemment, l’amplitude de la déviation dépendait des moments magnétiques effectifs de l’hydrogène et du deutérium. Avec les deux champs activés, les atomes déviés dans un sens par le champ A étaient déviés dans l’autre sens par le champ B, et tous les atomes, rapides et lents, étaient recentrés dans le détecteur.
Lorsqu’aucun des aimants n’était activé, un nouveau détecteur connu sous le nom de jauge Stern-Pirani était positionné pour localiser le faisceau. Ensuite, le champ B, qui était suffisamment puissant pour détruire efficacement le couplage entre les moments de spin électronique et nucléaire, a été activé. Le signal du détecteur a disparu lorsque le faisceau a été divisé en deux composants situés de chaque côté du détecteur. Ensuite, le champ A a été activé et sa magnitude a lentement augmenté.
Pour l’ état quantique 2 S 1/2 de l’hydrogène et du deutérium, le moment cinétique total F peut avoir deux valeurs : lorsque les spins nucléaire et électronique pointent dans des directions opposées ( F = 0), il n’y a qu’un seul niveau hyperfin, m F = 0 ; et lorsque ces spins pointent dans la même direction ( F = 1) il y a trois niveaux hyperfins, m F = 1, 0 et –1. Au fur et à mesure que le champ A augmentait, les états avec le moment magnétique le plus grand, m F = ± 1, étaient d’abord recentrés dans le détecteur, suivis du m F= 0 états à un champ supérieur. Les résultats de 1935 étaient de 2,8510,15 nm pour le moment magnétique du proton et de 0,8510,03 nm pour le deutéron. Cette fois, les incertitudes ont été réduites à 5 % et 4 %.
Rabi a ensuite ajouté un champ magnétique statique entre les champs A et B. Ce champ a été façonné de manière à ce que les atomes qui le traversent subissent les effets d’un champ magnétique rotatif. Par ce moyen, Rabi a pu déterminer les signes des moments magnétiques du proton et du deutéron, et a constaté que les deux étaient positifs. Les données ont également permis de déduire le moment magnétique du neutron, qui n’avait été découvert que trois ans plus tôt.
À la fin de 1937, Rabi a introduit un champ magnétique homogène entre les champs A et B, qui contenait un champ radiofréquence oscillant (rf) intégré (voir la figure ci-dessus). Lorsque les champs de déviation A et B ont été ajustés de manière à ce que toutes les particules du faisceau soient recentrées, le signal du détecteur était à son maximum. Ensuite, avec la fréquence, ν, du champ rf fixée, la force du champ magnétique homogène, H , a été lentement augmentée.
À une certaine combinaison de ν et H , les particules du faisceau subiraient une transition quantique et ne pourraient plus être recentrées dans le détecteur par le second champ magnétique. Cela a provoqué une diminution du signal du détecteur. Cependant, l’augmentation de H a ramené le signal du détecteur à sa pleine puissance. Un tracé du signal du détecteur par rapport à H a montré un pic de résonance. Rabi a montré que les moments magnétiques pouvaient être déterminés avec une précision sans précédent lorsque le signal du détecteur était au minimum. À ce stade, la fréquence du champ rf correspondait à la fréquence de précession naturelle du noyau atomique, et le noyau absorbait le maximum d’énergie des ondes radio. Les résultats de 1939 étaient de 2,78+0,02 nm pour le proton et de 0,85310,007 nm pour le deutéron, soit une précision d’environ 0,7 %.
Cette version de l’expérience a également conduit à une découverte majeure – le deutéron possédait un moment quadripolaire nucléaire. En d’autres termes, la charge électrique n’était pas distribuée sphériquement dans tout le noyau de deutérium. De plus, l’existence du moment quadripolaire signifiait que les forces à l’intérieur du noyau n’étaient pas «centrales» comme on le supposait auparavant. Il a été découvert plus tard que tous les noyaux avec un spin nucléaire supérieur à 1/2 ont des moments quadripolaires et qu’un nouveau type de force dépendante du spin ou « tenseur » existe dans le noyau.
Les années de guerre
En 1940, le laboratoire Rabi, avec sa galaxie d’étudiants et de post-doctorants de classe mondiale, chevauchait la crête d’une vague – une vague qui gagnait en amplitude. Mais cela n’a pas duré. L’arrivée très secrète du Royaume-Uni d’un petit appareil étrange appelé magnétron a stoppé les recherches de Rabi.
Le 6 octobre 1940, le magnétron – une source de 10 000 watts d’ondes de 10 cm – a fait l’objet d’une démonstration aux Bell Telephone Laboratories. Il était immédiatement clair que le magnétron rendait les systèmes radar viables sur les navires et les avions. Un mois plus tard, le 6 novembre, Rabi avait déménagé au Massachusetts Institute of Technology (MIT) où le Radiation Laboratory venait d’être lancé.
Rabi est devenu le chef de la division de recherche et plus tard le directeur associé du « Rad Lab ». Dès le départ, il adopte une vision à long terme et se lance rapidement dans le développement de systèmes radar 3 cm et 1 cm. Il a gagné la confiance des chefs militaires et a pu anticiper les systèmes radar qui viendraient compléter les initiatives militaires à venir. Comme Lee DuBridge, directeur du Rad Lab, l’a dit : « Les talents de Rabi étaient trop répandus pour le confiner à une partie particulière du laboratoire. »
Les talents de Rabi étaient également trop vastes pour le limiter à un seul laboratoire. Le projet Manhattan, le nom de code de l’effort massif qui a mené à bien la bombe atomique, a commencé à Los Alamos à la fin de 1942. J Robert Oppenheimer, directeur du projet, a reconnu que l’expérience de Rabi au Rad Lab était ce dont il avait besoin à Los Alamos, et lui a demandé d’être directeur associé sur le projet. Cependant, Rabi était convaincu que la victoire dans la guerre dépendait plus du radar que d’une bombe nucléaire potentielle et a décliné l’offre, bien qu’il soit devenu l’un des deux consultants principaux d’Oppenheimer et ait été un visiteur fréquent à Los Alamos. L’autre consultant principal était Niels Bohr.
Un nouveau Rabi et un nouveau monde
À la fin de la guerre, un autre Rabi est entré dans un monde différent. Les physiciens, profitant des succès du projet de radar vainqueur de la guerre et du projet de bombe mettant fin à la guerre, ont été traités comme les rock stars le sont aujourd’hui. Aucune liste d’invités à Washington n’était complète sans un physicien. Rabi avait l’aura supplémentaire d’avoir remporté le prix Nobel de physique en 1944. Il était, à l’âge de 47 ans, l’un des plus anciens hommes d’État de la physique, et sa capacité à travailler avec les décideurs l’avait propulsé sur la scène mondiale. Tout cela signifiait que Rabi n’était associé qu’à quelques expériences mouvementées après la guerre, bien qu’il ait, avec ses étudiants John Nafe et Edward Nelson, exposé une anomalie qui s’est avérée corriger le moment magnétique de l’électron.
La guerre avait blessé le département de Rabi à l’Université de Columbia. Ses collègues Enrico Fermi et Urey étaient allés à Chicago pour le travail militaire et y sont restés comme professeurs à la fin de la guerre. Pour renforcer la position de Columbia, au début de 1946, Rabi et son étudiant Norman Ramsey, qui a également remporté le prix Nobel, ont organisé neuf universités dans le nord-est des États-Unis pour pousser à la création d’un laboratoire de physique nucléaire et des particules dans le Région. En conséquence, le laboratoire national de Brookhaven, sur Long Island à New York, a été créé en janvier 1947.
Au même moment, Rabi parlait à des physiciens européens de la création d’un laboratoire de physique nucléaire en Europe. En juin 1950, il assiste à l’assemblée générale de l’Organisation des Nations Unies pour l’éducation, la science et la culture (UNESCO) à Florence, en Italie. Là, il a soigneusement rassemblé le soutien à l’idée et, le 7 juin, a présenté une motion pour créer le laboratoire. La motion a été acceptée à l’unanimité. Genève a été choisie comme site et, le 15 février 1952, neuf nations ont signé l’accord qui a établi le CERN.
En 1945, la guerre a pris fin et l’ère nucléaire a commencé. La guerre froide a commencé sérieusement après que l’ex-Union soviétique a fait exploser sa première arme nucléaire en 1949. Les physiciens avaient créé la nouvelle puissance impressionnante et sont maintenant devenus des conseillers actifs des dirigeants mondiaux. Pour Rabi, les opportunités de servir étaient plus qu’une responsabilité – elles étaient une obligation. Il est également vrai qu’il aimait la scène et qu’il devint membre du Comité consultatif général de la Commission de l’énergie atomique, présidé par Oppenheimer. Alors que les membres de ce comité ont unanimement déconseillé le développement d’une arme à fusion, Rabi et Fermi ont rédigé un rapport minoritaire dans lequel la question était formulée en termes généraux de politique et d’éthique. Un paragraphe du rapport Rabi-Fermi se lit comme suit : « Le fait qu’il n’existe aucune limite à la destructivité de cette arme fait de son existence même et de la connaissance de sa construction un danger pour l’humanité dans son ensemble. C’est nécessairement une mauvaise chose considérée sous tous les angles.
La position de Rabi était ferme : une bombe à fusion ne devrait pas être développée ; les armes nucléaires ne devraient pas être sous le contrôle d’un seul pays. Il a proposé d’affronter les Russes et de dire : « Maintenant, vous avez une bombe atomique, et nous en avons beaucoup. La course aux armements atomiques est terminée. Nous allons tous les deux remettre nos armes au contrôle international. Si vous n’êtes pas d’accord avec ce plan, nous vous l’imposerons. L’avis du comité a été ignoré.
La recommandation du comité contre la bombe à hydrogène, émise quelques semaines après que la bombe atomique soviétique eut épuisé l’aplomb des décideurs politiques, fut en partie responsable de la chute de Robert Oppenheimer – mais en partie seulement. Oppenheimer était très charismatique, avec un esprit brillant et une langue qui pouvait écraser l’adversaire le plus confiant. Mais Oppenheimer, personnage culte après la Seconde Guerre mondiale, avait des ennemis. Lorsque le comité d’Oppenheimer (et c’était son comité) s’est prononcé contre l’arme à fusion, sa prétendue association avec les communistes dans les années 1930 a été ressuscitée et utilisée contre lui.
Quelques mois avant l’audience Oppenheimer, le président Eisenhower a prononcé un discours aux Nations Unies dans lequel il a proposé que les gouvernements fassent don de leurs matières fissiles à une agence internationale de l’énergie atomique qui serait chargée d’utiliser ce nouveau pouvoir à des fins pacifiques. Pour Rabi, amateur d’opéra, la proposition d’Eisenhower ressemblait à un air. Lewis Strauss, président de la Commission de l’énergie atomique, a demandé à Rabi quelle réponse pouvait être apportée à l’idée d’Eisenhower. Lorsque Rabi a suggéré de tenir une conférence internationale, Strauss a nommé Rabi président du comité de planification.
Voici donc Rabi travaillant en étroite collaboration avec Strauss, l’antagoniste le plus puissant d’Oppenheimer, tout en restant un témoin éloquent et énergique à l’appui de son ancien collègue. Rabi ne pouvait ni perdre le soutien de Strauss pour la conférence internationale ni rester les bras croisés pendant que son ami Oppenheimer était faussement accusé. Oppenheimer, à la profonde déception de Rabi, a été dépouillé de son habilitation de sécurité et contraint à une relative obscurité. L’idée d’une conférence, à la grande satisfaction de Rabi, a survécu.
La première Conférence internationale sur les utilisations pacifiques de l’énergie atomique s’est tenue à Genève en 1955 sous les auspices des Nations Unies. Dag Hammarskjöld, secrétaire général de l’ONU, a lié les armes à Rabi tout au long de l’effort de planification. Hammarskjöld considérait la première conférence comme l’un des événements les plus importants du monde d’après-guerre, et la série s’est poursuivi longtemps après 1955. Rabi a prononcé le discours d’ouverture de la quatrième conférence internationale en 1971 guerre », dit-il. « Pour répondre aux attentes humaines, la paix doit être une condition qui permet la libération des énergies créatrices latentes de tous les peuples dans le but d’améliorer et d’élever la qualité de la vie humaine sur ce globe. »
L’héritage de Rabi
En 1959, la marine américaine, par l’intermédiaire de son comité consultatif sur la recherche navale, a voulu démontrer l’énorme gain résultant du soutien de la recherche fondamentale. Ils ont choisi d’utiliser le travail de Rabi et ont illustré l’impact de ses recherches au moyen d’un arbre. L’arbre est né du travail des racines effectué par Louis Dunoyer, Otto Stern et Rabi lui-même. Le travail de Rabi et de ses étudiants formait le tronc, et il y avait de nombreuses branches ornées des noms de physiciens dont les recherches pouvaient remonter aux travaux de Rabi. Ces recherches comprenaient la résonance magnétique nucléaire, la découverte du soi-disant décalage de Lamb et le moment anormal de l’électron, qui à leur tour ont conduit à des améliorations de l’électrodynamique quantique. Les travaux de Rabi ont également contribué à la résonance de spin électronique, au pompage optique, aux méthodes raffinées des faisceaux moléculaires, aux masers, à la radioastronomie et aux horloges atomiques. Parmi les physiciens identifiés sur « l’arbre Rabi », on compte 19 lauréats du prix Nobel. Depuis 1958, l’arbre a poussé de nouvelles branches et a énormément grandi.
L’impact de Rabi sur la physique, plus spécifiquement sur la physique américaine, est profond. Lorsque Rabi est devenu chargé de cours à Columbia, les frontières de la physique ont été formées par le travail des physiciens européens. Au début des années 1930, la physique américaine était en plein essor et les travaux de Rabi étaient au premier plan. Un groupe illustre d’étudiants et d’associés postdoctoraux a été attiré par Rabi et ses recherches. Parmi eux se trouvaient Victor Cohen, Donald Hamilton, Vernon Hughes, Jerome Kellogg, Polykarp Kusch, Sidney Millman, John Nafe, Edward Nelson, Martin Perl, Norman Ramsey, Julian Schwinger, Henry Torrey et Jerrold Zacharias.
Ces étudiants ont poursuivi des carrières distinguées et de grands honneurs, mais une partie de Rabi est restée avec eux – ses normes ont jugé leurs recherches. « Cela vous rapproche-t-il de Dieu ? Rabi demandait quand un ancien étudiant décrivait ses activités de recherche. Pour Rabi, la physique, comme la religion, jaillit des aspirations humaines, des profondeurs de l’âme, de la pensée profonde et du sentiment profond. Pour Rabi, faire de la grande physique, c’était marcher sur le chemin de Dieu.
Pendant la guerre, Edward Purcell, au Radiation Laboratory, et Richard Feynman, à Los Alamos, ont qualifié Rabi d’ancien homme d’État, même s’il était encore un jeune homme à l’époque. Au fil des années, l’influence de Rabi grandit et il fut souvent appelé le doyen de la physique mondiale. Rabi est décédé paisiblement dans sa maison de New York, six mois avant son 90e anniversaire.
Isidor Isaac Rabi (1898-1988)
Physicien austro-américain qui a reçu le prix Nobel de physique en 1944 pour son invention (en 1937) de la méthode de résonance magnétique par faisceau atomique et moléculaire pour mesurer les propriétés magnétiques des atomes, des molécules et des noyaux atomiques. Il a passé la majeure partie de sa vie à l’Université Columbia (1929-1967), où il a effectué la plupart de ses recherches pionnières sur le radar et le moment magnétique associé au spin électronique dans les années 1930 et 1940. Son travail, lauréat du prix Nobel, a conduit à l’invention du laser, de l’horloge atomique et des utilisations diagnostiques de la résonance magnétique nucléaire. Il est à l’origine de l’idée du centre de recherche nucléaire du CERN à Genève (fondé en 1954).
https://physicsworld.com/a/isidor-isaac-rabi-walking-the-path-of-god/
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1944/rabi/biographical/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3498002/