Ses découvertes ont approfondi la compréhension des forces fondamentales en jeu dans l’univers, et il a ramené les lecteurs généraux à son aube dans son livre « Les trois premières minutes ».
Steven Weinberg (1933-2021), un physicien théoricien qui a découvert que deux des forces de l’univers sont vraiment les mêmes, pour lequel il a reçu le prix Nobel, et qui a contribué à jeter les bases du développement du modèle standard, une théorie qui classe toutes les particules élémentaires connues dans l’univers, ce qui en fait l’une des percées les plus importantes de la physique au XXe siècle, est décédé vendredi dans un hôpital d’Austin, au Texas. Il avait 88 ans.
La stature du Dr Weinberg en physique serait difficile à surestimer.
En 2011, le Dr Brian Greene, physicien théoricien à l’Université de Columbia, a invité le Dr Weinberg à être le conférencier inaugural d’une nouvelle série de conférences, intitulée «On the Shoulders of Giants», produite par le World Science Festival à l’Université de New York. Tout en présentant son invité, le Dr Greene a raconté comment, au début des années 1980, il travaillait chez IBM lorsqu’il a été invité à donner une conférence à l’Université du Texas à Austin, où le Dr Weinberg était professeur. Lorsqu’il a dit à son patron, John Cocke, un pionnier de l’informatique, que le Dr Weinberg serait présent à la conférence, le Dr Cocke l’a averti : « Vous devriez savoir qu’il y a des lauréats du prix Nobel et puis il y a des lauréats du prix Nobel. » Le Dr Weinberg était dans la deuxième catégorie.
Les travaux pour lesquels le Dr Weinberg a reçu le prix Nobel ont eu un impact transformateur sur la physique, en particulier sur le développement de la mécanique quantique, qui tente de comprendre et d’expliquer ce qui se passe dans le monde subatomique.
Il existe quatre forces connues dans l’univers : la gravité ; électromagnétisme ; la force forte, qui lie les noyaux des atomes entre eux ; et la force faible, qui provoque la désintégration radioactive. Les deux premières forces sont connues depuis des siècles, mais les deux autres n’ont été découvertes que dans les deux premières décennies du XXe siècle.
Au cours des décennies suivantes, les physiciens ont eu du mal à trouver une théorie qui rendrait compte de toutes les forces, ou ce qu’Einstein a appelé une théorie du tout. Bien qu’il y ait eu des découvertes importantes, en particulier de nouvelles particules aux noms exotiques comme les quarks (les composants des protons et des neutrons dans le noyau) et les leptons (qui incluent des électrons mais aussi des particules plus ésotériques appelées muons et taus), une théorie ou un modèle unifié est resté insaisissable. 
En 1967, le Dr Weinberg a commencé à utiliser ce qu’on appelle la théorie de jauge pour étudier les interactions dans les forces faibles, qui n’avaient pas été expliquées avec succès jusque-là.
La théorie de la jauge avait été développée au 19ème siècle par James Clerk Maxwell, un physicien britannique, dans son travail fondateur pour expliquer l’électromagnétisme. Dans les années 1950, il a été utilisé par Robert Mills et Chen Ning Yang, un physicien sino-américain, qui a ensuite remporté le prix Nobel, pour comprendre les interactions de force forte.
L’électromagnétisme est une force qui agit à de grandes distances, mais la force faible n’agit qu’à de très courtes distances – plus petites que le noyau d’un atome. Dans l’électromagnétisme, lorsque deux particules – disons des électrons – entrent en collision, elles échangent une particule neutre sans masse appelée photon, également connue sous le nom de boson de jauge. Si deux particules entrent en collision à cause de la force faible, la théorie de jauge exige- en raison des courtes distances de l’interaction – que les bosons de jauge qui sont échangés soient massifs et éventuellement chargés électriquement.
Heureusement, plusieurs années plus tôt, les physiciens avaient trouvé un moyen de générer de la masse pour les bosons de jauge appelé le mécanisme de Higgs. Il a été nommé en l’honneur de Peter Higgs, un physicien britannique, et il a prédit l’existence d’une particule jusque-là inconnue qui est responsable de donner leur masse à d’autres particules. La particule a reçu le nom de boson de Higgs et sa découverte, en 2012, a valu au Dr Higgs et à son collègue François Englert le prix Nobel 2013 .
Vers une théorie unifiée
En utilisant cette nouvelle idée, le Dr Weinberg a pu créer un modèle dans lequel des interactions faibles produisaient des particules massives de bosons de jauge, du moins selon les normes atomiques. Il les a appelés bosons W et Z.
Sa théorie a également prédit que dans certaines collisions – par exemple, entre deux particules électriquement neutres comme un neutron et un neutrino – un courant neutre, par opposition à un courant chargé, serait créé, indiquant qu’il y avait eu un échange d’un boson Z.
Le Dr Weinberg a théorisé qu’il y avait un lien entre le photon et les bosons W et Z, suggérant qu’ils ont été créés par la même force. La conclusion était qu’à des niveaux d’énergie très élevés, les forces électromagnétiques et faibles étaient identiques. C’était une étape sur la voie de la théorie unifiée que les physiciens recherchaient.
Le Dr Weinberg a publié ses découvertes en 1967 dans un article révolutionnaire, « A Model of Leptons », dans la revue Physical Review Letters. L’article est l’un des articles de recherche les plus cités de l’histoire.
Travaillant séparément, le Dr Abdus Salam, un physicien théoricien pakistanais, est arrivé aux mêmes conclusions que le Dr Weinberg. Leur modèle est devenu connu sous le nom de théorie de Weinberg-Salam. Il était révolutionnaire, non seulement pour proposer l’unification des forces électromagnétiques et faibles, mais aussi pour créer un système de classification des masses et des charges pour toutes les particules fondamentales, formant ainsi la base du modèle standard, qui comprend toutes les forces sauf la gravité.
L’existence du courant neutre a été confirmée expérimentalement en 1973, alors qu’il a fallu une autre décennie pour que les bosons W et Z soient vérifiés, par Carlo Rubbia et Simon van der Meer au supercollisionneur du CERN en Suisse près de Genève. Ce travail a valu au Dr Rubbia et au Dr van der Meer le prix Nobel 1984.
Le Dr Weinberg, le Dr Salam et le Dr Sheldon Lee Glashow, un ancien camarade de classe du Dr Weinberg qui avait résolu un problème critique avec le modèle Weinberg-Salam, ont reçu conjointement le prix Nobel de 1979 « pour leurs contributions à la théorie » de l’interaction faible et électromagnétique unifiée entre les particules élémentaires.
Après avoir appris que le Dr Weinberg était décédé, John Carlos Baez, un physicien théoricien de l’Université de Californie à Riverside, a écrit sur Twitter : « Malgré tous les discours sur l’unification, il y a peu d’exemples. Newton a unifié la gravité terrestre et céleste — pommes et planètes. Maxwell a unifié l’électricité et le magnétisme. Weinberg, Glashow et Salam ont unifié l’électromagnétisme et la force faible
Au milieu des années 1960, après la découverte du rayonnement de fond cosmique, la signature thermique laissée par le Big Bang au début de l’univers, le Dr Weinberg a commencé à étudier la cosmologie, menant à son livre « Gravitation and Cosmology » en 1972.
Peu de temps après, il a été invité à donner une conférence sur le sujet au centre des sciences de premier cycle à Harvard. Au cours de la conférence, le Dr Weinberg a décrit l’évolution de l’univers dans les trois premières minutes après le Big Bang, lorsque les choses se sont suffisamment refroidies pour que les noyaux atomiques se lient. Il a ensuite commenté : « Après cela, rien d’intéressant ne se produirait dans l’histoire de l’univers. »
Comment tout a commencé, expliqué
La boutade a conduit un éditeur de livres à engager le Dr Weinberg pour écrire « Les trois premières minutes », qui a gagné un large lectorat et a fait de la cosmologie un domaine respectable pour les physiciens. Dans le livre, il décrit la terre comme « une infime partie d’un univers extrêmement hostile » et conclut de manière célèbre et sinistre : « Plus l’univers semble compréhensible, plus il semble aussi inutile ».
Il a écrit de nombreux autres livres, dont un sur l’histoire des sciences, « Pour expliquer le monde : la découverte de la science moderne » (2015), et trois volumes totalisant 1 500 pages, sur la théorie quantique des champs, qui fusionne la physique classique, la relativité restreinte et mécanique quantique. La série est largement considérée comme le texte définitif sur le sujet.
Le Dr Willy Fischler, un physicien théoricien que le Dr Weinberg a recruté pour la faculté de l’Université du Texas, Austin, en 1982, a déclaré que le plus grand travail du Dr Weinberg a peut-être été le développement d’une théorie des champs efficace, qui fournit une méthode mathématique à utiliser dans des expériences à énergie relativement faible pour détecter les effets de particules à énergie plus élevée qui ne peuvent pas être vues ou mesurées directement. Le Dr Fischler l’a appelé le père de la théorie efficace des champs.
Steven Weinberg est né à New York le 3 mai 1933, fils unique de Frederick et Eva (Israel) Weinberg. Son père était sténographe à la cour, sa mère femme au foyer.
Comme il l’a dit à l’Institut Nobel dans une interview en 2001, il s’est intéressé pour la première fois à la science lorsqu’un de ses cousins à qui on avait donné un ensemble de chimie le lui a passé. Le cousin avait décidé de se mettre à la boxe à la place. « Peut-être qu’il aurait dû rester dans la science », a déclaré le Dr Weinberg.
Il est allé à la Bronx High School of Science, où Sheldon Lee Glashow était parmi ses camarades de classe et amis. Après avoir obtenu son diplôme de l’Université Cornell en 1954, il a passé un an à l’Institut de physique théorique de Copenhague, qui a ensuite été rebaptisé Institut Niels Bohr, du nom du lauréat du prix Nobel. Le Dr Weinberg est retourné aux États-Unis en 1955 pour travailler sur son doctorat à l’Université de Princeton sous la direction de Sam Treiman, un physicien théoricien réputé.
Le Dr Weinberg a travaillé à l’Université de Columbia jusqu’en 1959, puis à l’Université de Californie à Berkeley jusqu’en 1966, date à laquelle il est devenu maître de conférences à Harvard et professeur invité au MIT voisin jusqu’en 1969. Le MIT l’a ensuite embauché, mais il est retourné à Harvard en 1973 pour devenir le professeur Higgins de physique, succédant à Julian Schwinger, qui avait remporté le prix Nobel en 1965 pour ses contributions à la compréhension de la physique des particules. Le Dr Weinberg a également été nommé scientifique principal au Smithsonian Astrophysical Observatory, qui se trouve également à Cambridge, Mass., avec Harvard et le MIT.
Le Dr Weinberg a épousé Louise Goldwasser en 1954 ; ils s’étaient rencontrés alors qu’ils étaient étudiants à Cornell. En 1980, Mme Weinberg a rejoint l’Université du Texas, Austin, en tant que professeur de droit. Au cours des deux années suivantes, elle et le Dr Weinberg ont fait la navette depuis Cambridge alors que le Dr Weinberg terminait son travail à Harvard. Il rejoint sa femme au Texas en 1982, devenant professeur de physique et d’astronomie, comme il l’avait été à Harvard.
Dans le cadre de son déménagement, le Dr Weinberg a été autorisé à créer un groupe de recherche en physique théorique de haut niveau à l’Université du Texas et à recruter des professeurs pour celui-ci. Il s’est développé pour inclure huit professeurs titulaires et cinq professeurs adjoints et est considéré comme l’un des principaux centres de recherche en physique aux États-Unis.
Le Dr Fischler, qui continue de travailler avec le groupe de théorie, a déclaré à propos du Dr Weinberg : « Il avait le don de considérer les problèmes importants, mais pas seulement ce qui était important, mais ce qui pouvait être résolu. »
« Il n’y a pas de plan cosmique »
Le Dr Weinberg, qui n’a jamais pris sa retraite, a continué d’enseigner jusqu’au printemps de cette année.
Outre le prix Nobel, il a reçu de nombreux prix et distinctions, notamment la National Medal of Science en 1991 et la Benjamin Franklin Medal for Distinguished Achievement in Science en 2004. Il a été élu à l’Académie américaine des arts et des sciences et à la Royal Society en Grande-Bretagne. L’année dernière, il a reçu un prix de 3 millions de dollars pour ses contributions à la physique fondamentale de la Breakthrough Prize Foundation, fondée par Mark Zuckerberg de Facebook, Sergey Brin de Google et Jack Ma d’Alibaba, entre autres.
Outre sa fille, médecin, il laisse dans le deuil son épouse et une petite-fille.
Le Dr Weinberg s’est opposé à la religion, estimant qu’elle sapait les efforts pour rechercher et découvrir la vérité. Dans « Les trois premières minutes », il a écrit : « Tout ce que nous, les scientifiques, pouvons faire pour affaiblir l’emprise de la religion devrait être fait et pourrait en fin de compte être notre plus grande contribution à la civilisation.
Dans son entretien avec l’Institut Nobel, il a été interrogé sur sa phrase souvent citée vers la fin de « Les trois premières minutes » – « Plus l’univers semble compréhensible, plus il semble aussi inutile. »
«Ce que je voulais dire par cette déclaration, c’est qu’il n’y a aucun intérêt à découvrir dans la nature elle-même ; il n’y a pas de plan cosmique pour nous », a-t-il déclaré. « Nous ne sommes pas les acteurs d’un drame qui a été écrit avec nous dans le rôle principal. Il y a des lois – nous découvrons ces lois – mais elles sont impersonnelles, elles sont froides.
Il a ajouté : «Ce n’est pas une vision entièrement heureuse de la vie humaine. Je pense que c’est une vision tragique, mais ce n’est pas nouveau pour les physiciens. Une vision tragique de la vie a été exprimée par tant de poètes – que nous sommes ici sans but, essayant d’identifier quelque chose qui nous tient à cœur.
Une perte colossale
Les physiciens ont exprimé leur admiration pour le travail et la vie de Weinberg. John Preskill du California Institute of Technology (Caltech), qui était supervisé par Weinberg en tant que doctorant à Harvard, a déclaré que la mort de Weinberg était une « perte incommensurable ». « [Weinberg était] l’un des scientifiques les plus accomplis de notre époque et un porte-parole particulièrement éloquent de la vision scientifique du monde », ajoute Preskill. « [Il] est resté intellectuellement actif jusqu’à la fin. »
Ce point de vue est soutenu par son collègue physicien de Caltech, Sean Carroll, qui dit que Weinberg est l’un des «meilleurs physiciens que nous ayons eu ; l’un des meilleurs penseurs de toutes sortes » qui « a fait preuve d’une verve et d’une clarté de pensée extraordinaires tout au long d’une vie longue et productive ». Brian Greene, de l’Université de Columbia, affirme quant à lui que Weinberg avait une « capacité étonnante de voir dans les profondeurs de la nature » qui « a profondément façonné » notre compréhension de l’univers. « Son décès est une perte colossale pour la science et le monde », ajoute Greene.
«Weinberg a percé les mystères de l’univers pour des millions de personnes, enrichissant le concept de nature de l’humanité et notre relation au monde», a noté Jay Hartzell, président de l’Université du Texas à Austin, dans un communiqué. «De ses élèves aux passionnés de sciences, des astrophysiciens aux décideurs publics, il a fait une énorme différence dans notre compréhension. Bref, il a changé le monde.
Physique nucléaire américain qui a partagé le prix Nobel de physique 1979 (avec Sheldon Lee Glashow et Abdus Salam) pour ses travaux de formulation de la théorie électrofaible, qui explique l’unité de l’électromagnétisme avec la force nucléaire faible.
https://physicsworld.com/a/us-nobel-prize-winning-physicist-steven-weinberg-dies-aged-88/