Harriet Brooks, la Marie Curie québécoise restée méconnue 
Harriet Brooks (1876-1933) professeure et physicienne nucléaire, née le 2 juillet 1876 à Exeter, Ontario, fille de George Brooks, voyageur de commerce, et d’Elizabeth Agnes Worden ; le 13 juillet 1907, elle épousa à Londres Frank Henry Pitcher, ingénieur civil, et ils eurent deux fils et une fille ; décédée le 17 avril 1933 à Montréal.
Troisième de neuf enfants, Harriet Brooks passa son enfance avec sa famille à différents endroits en Ontario et au Québec. À une certaine époque, elle fréquenta le Seaforth Collegiate Institute, en Ontario. Ses parents finirent par élire domicile à Montréal, et sa mère l’encouragea, ainsi que ses sœurs, à continuer ses études. En 1894, Harriet s’inscrivit à la McGill University ; son programme se concentrait principalement sur la physique. Ses succès scolaires furent couronnés de prix et de bourses qui lui permirent de poursuivre sa formation. En 1898, elle reçut une licence ès arts avec mention très bien en mathématiques et philosophie de la nature, et remporta la médaille d’or Anne Molson pour résultats exceptionnels en mathématiques.
Une fois son diplôme obtenu, Mlle Brooks fut invitée à se joindre au groupe de recherche du professeur Ernest Rutherford qui venait d’arriver du Cavendish Laboratory de la University of Cambridge. Ce dernier avait été attiré outre-Atlantique par le nouveau Macdonald Physics Building de McGill, conçu par Andrew Thomas Taylor. Pour son mémoire de maîtrise, Brooks entreprit des recherches dans le domaine de l’électricité et du magnétisme. En 1901, elle reçut le premier diplôme de maîtrise accordé à une femme en physique à la McGill University. Tout au long de ses études, elle avait enseigné au Royal Victoria College, établissement pour femmes affilié à McGill.
En 1900, Mlle Brooks amorça des travaux dans une nouvelle voie : l’étude des émanations de substances radioactives telles que le thorium. À l’époque, les avis étaient partagés sur la nature de ces émissions : gaz, vapeur ou fines particules. Mlle Brooks démontra qu’il s’agissait en fait d’un gaz de poids moléculaire beaucoup plus faible que celui du thorium. Ce ne pouvait donc être simplement la forme gazeuse du même élément. Sa découverte amena Rutherford et Frederick Soddy, moniteur de chimie, à se rendre compte qu’un élément s’était transmué en un autre. Mlle Brooks fut la première personne à décrire les caractéristiques de ce gaz, qu’on appellerait le radon.
La découverte suivante de Mlle Brooks, aussi essentielle que la précédente, portait sur le fait que la radioactivité pouvait être transférée d’une surface à une autre. Plus tard, on expliquerait le phénomène par le recul du noyau de l’atome radioactif ; autrement dit, quand une particule est expulsée d’un noyau, celui-ci se projette dans la direction opposée, parfois avec suffisamment d’énergie pour s’échapper de sa position et pénétrer une autre surface. L’effet de recul fut utilisé ultérieurement par des chercheurs tels qu’Otto Hahn et Lise Meitner pour isoler des éléments de filiation précédemment inconnus dans des séquences de désintégration radioactive. La troisième découverte de Mlle Brooks avait trait à la libération séquentielle de radiations pendant la désintégration de l’uranium et du thorium. Cette information constitua le thème de la Bakerian Lecture de 1904, que Rutherford prononça devant la Royal Society de Londres. Le chercheur exposa les transmutations successives des éléments radioactifs lourds pendant le processus de désintégration. Dans son discours, il reconnut comme il se devait la contribution de Mlle Brooks.
En 1904, Mlle Brooks quitta de nouveau la McGill University. Elle accepta un poste de directrice d’études en physique au Barnard College, établissement pour femmes affilié au Columbia College de New York. En juillet 1906, elle annonça ses fiançailles avec Bergen Davis, professeur de physique au même collège. 
Convaincue qu’une femme ne pouvait pas remplir simultanément des responsabilités maritales et professionnelles, la doyenne du Barnard College, Laura Drake Gill, exigea sa démission. Dans une lettre à sa supérieure, Mlle Brooks se défendit brillamment, mais le problème perdit sa pertinence quand elle rompit ses fiançailles. Elle avait décidé de laisser le Barnard College de toute façon. Elle partit cette année-là s’installer dans un refuge tenu dans les Adirondacks par les socialistes fabiens John Martin et sa femme, Prestonia Mann Martin. Parmi les autres invités se trouvaient l’écrivain russe Maxime Gorki et des membres de son entourage. Mlle Brooks avait peut-être fait la connaissance des Martin après une causerie donnée au Barnard College par leur invitée, Maria Fiodorovna Andreïeva, conjointe de fait de Gorki. Mlle Brooks voyagea de New York à Capri, en Italie, avec le groupe de Gorki. Après un bref séjour dans cette île, elle se rendit à Paris où elle entreprit des recherches avec Marie Curie, à l’Institut du radium.
De plus, ses deux amies intimes, Mme Martin et la femme de Rutherford, Mary Georgina, partageaient des points de vue traditionnels sur le rôle des femmes. Même si Mme Pitcher abandonna la physique, elle fut membre fondatrice du University Women’s Club de Montréal. En 1907, elle adhéra au Women’s Canadian Club ; elle y agirait à titre de secrétaire honoraire en 1909–1910 et en 1911–1912, et de présidente en 1923. Elle participa aux activités de l’Alumnae Society de la McGill University et, en 1910, prononça devant les membres une conférence sur les travaux de Mme Curie. Elle mourut à l’âge de 56 ans, probablement à cause de son exposition aux éléments radioactifs. Elle fut intronisée au Panthéon canadien des sciences et du génie en 2002.
Collaboratrice de trois prix Nobel
Harriet Brooks est née en Ontario mais fait ses études à Montréal. Elle est une pionnière, car elle est la première femme à obtenir un diplôme de maitrise en physique au Canada, en 1901.
Par la suite, elle travaille avec Ernest Rutherford (1871-1937), physicien et chimiste d’origine néo-zélandaise et qui a travaillé plusieurs années à l’Université McGill, à Montréal. Considéré comme le père de la physique nucléaire, il obtiendra en 1908 le prix Nobel de chimie grâce, entre autres, à la découverte d’un phénomène qui a été observé par Harriet Brooks : la désintégration des atomes qui accompagne la radioactivité.
Puis, en 1902, elle quitte Montréal pour collaborer avec un autre futur prix Nobel, le physicien Joseph John Thomson (1856-1940), au laboratoire de Cavendish en Angleterre. Il recevra le Nobel en 1906 pour sa découverte de l’électron.
Finalement, en 1906 elle traverse la Manche et s’installe à Paris où elle travaille à l’Institut du Radium aux côtés de Marie Curie, qui avait déjà reçu le Nobel de physique en 1903 (elle allait en recevoir un deuxième en 1911 !).
Harriet Brooks est très probablement la seule scientifique de l’histoire à avoir travaillé avec trois lauréats du Nobel !
Trois importantes découvertes
Si elle a travaillé avec autant de grands noms, c’est qu’elle avait un talent énorme en recherche. On lui doit trois importantes découvertes :
- Elle a découvert un gaz radioactif, le radon (Rn), qui est le plus lourd des gaz nobles. C’est un gaz qu’on retrouve partout, car il est émis naturellement par la croûte terrestre.
- Une deuxième découverte essentielle : Mme Brooks a observé la transmission de la radioactivité, c’est-à-dire qu’une substance qui n’est pas naturellement radioactive peut le devenir.
- La troisième contribution de Harriet Brooks est d’avoir décrit comment l’uranium et le thorium se décomposent en d’autres éléments chimiques.
Au total, ses recherches ont accéléré le progrès de la fission nucléaire, la détection des radiations dangereuses liées au radon dans les maisons, et ont même contribué à déterminer avec plus de précision l’âge de notre planète !
Une reconnaissance tardive
Mais sa carrière de recherche a été trop courte ! En 1907, à l’âge de 31 ans, elle se marie à Frank Pitcher et doit mettre fin à ses travaux en raison des conventions de l’époque.
Harriet Brooks s’est éteinte en 1933 à l’âge de 56 ans, possiblement d’une leucémie à cause de ses travaux avec des substances radioactives. À son décès, Ernest Rutherford a souligné l’importance des contributions de Harriet Brooks en la comparant à Marie Curie. Après sa mort, son nom a été oublié pendant très longtemps… jusqu’à ce qu’une biographie sur elle voie finalement le jour en 1992.
Récemment, la jeune actrice Ellen Denny, arrière-petite-nièce d’Harriet Brooks, a écrit une pièce de théâtre intitulée Wonder et pour laquelle elle a lancé une campagne de financement. Ce projet, qui met en valeur la vie et les contributions d’Harriet Brooks, vise à « rendre hommage aux innombrables femmes dans les sciences qui sont passées sous silence et motiver celles qui continuent de lutter pour l’égalité des sexes » a dit Mme Denny. Il est grand temps que tous connaissent Harriet Brooks!
On pourrait sans hésiter comparer l’influence de Harriet Brooks dans les recherches en physique nucléaire à celle qu’a eue Marie Curie dans l’avancement des connaissances sur la radioactivité.
Dès 1898, après un baccalauréat en mathématiques et en philosophie de la nature à l’Université McGill, la jeune chercheuse se lance, sous la direction d’Ernest Rutherford (Prix Nobel de chimie en 1908), dans des recherches sur la radioactivité du thorium que viennent de mettre en évidence Marie Curie et Gerhard Carl Schmidt.
En 1901, elle découvre que cet élément libère des « émanations » d’une forme qui n’a encore jamais été observée. Ni rayon alpha ni rayon bêta, il s’agit plutôt d’un gaz radioactif ayant un poids moléculaire bien plus faible que celui du thorium dont il est issu : le radon. Cette même année, elle obtient le titre de diplômée en physique nucléaire à la maîtrise, devenant la première femme à arracher un tel diplôme au Canada.Grâce à une bourse, elle se rend au laboratoire Cavendish de Cambridge, en Angleterre, où elle mesure pour la première fois la demi-vie du radon 220, aux côtés de Joseph John Thomson (Prix Nobel de physique en 1906). 
Elle conclut que le radon est vraisemblablement le produit d’une « transmutation » d’un produit en un autre. De retour auprès de Rutherford à McGill, elle observe que la radioactivité peut être transférée d’une substance à une autre, non radioactive. Elle prouve ainsi le phénomène de radioactivité induite et ébauche l’hypothèse d’une chaîne de transmutations successives de l’uranium et du thorium.
Dès 1904, elle devient tutrice en physique au collège Barnard affilié à l’Université Columbia à New York. Mais on la force à démissionner, deux ans plus tard, parce qu’elle vient de se fiancer. Elle rompt finalement ses fiançailles pour aller travailler à Paris avec Marie Curie (Prix Nobel de physique en 1903 et de chimie en 1911), à l’Institut du radium. En 1907, Rutherford l’invite à le rejoindre à l’Université de Manchester, en Angleterre, où il vient d’être nommé professeur. Mais elle décline l’offre pour épouser Frank Pitcher, son ancien moniteur de laboratoire à McGill. Âgée de 31 ans, elle abandonne alors sa carrière pour rentrer à Montréal et y fonder une famille de trois enfants.
À l’âge de 56 ans, Harriet Brooks meurt à Montréal, d’une leucémie, tout comme Marie Curie. Toutes deux ont été emportées par le même type de cancer, induit par la radiation à laquelle elles ont été exposées durant leurs nombreuses recherches.
Cette pionnière est restée dans l’oubli en grande partie parce que les résultats de ses travaux obtenus par ces collaborateurs masculins leur étaient le plus souvent attribués, ou à ceux ayant la plus grande notoriété. Pour Ernest Rutherford, « Harriet Brooks est la physicienne la plus célèbre dans le domaine de la radioactivité, après Marie Curie ».
Harriet Brooks (1876-1933)
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https://sebastienfritsch.wixsite.com/ernestrutherford150/harriet-brooks