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1.5. Premières conséquences importantes
• 1929 : Rudolf Peierls (1907-1995), sur une proposition de Heisenberg, se penche
sur la question de l'effet Hall anormal de certains métaux. Il comprend le changement
de signe de la résistance Hall (problème 16.1) dans le cadre de la théorie de Bloch
comme une manifestation de la masse effective négative (cf. exercice 6.6).
• 1931 : Anti-particules.- En cherchant à résoudre le problème posé par les solutions d' énergies négatives dans sa théorie relativiste de l' électron, Dirac propose le
concept de« lacune» dans une mer d'états occupés, qu'il interprète comme un antiélectron (un positron) : génial retournement consistant à transformer une difficulté
mathématique en invention du concept d'anti-particule (notons qu'il avait dès 1930
incorrectement proposé d'identifier la lacune avec le proton).
• Un mois après Dirac, Heisenberg propose la notion de trou ( anti-électron de
conduction) pour expliquer les conclusions de Peierls de 1929 sur l'effet Hall « anormal». C'est l' analogue, pour la matière condensée, de la théorie de Dirac 14 .
• 1932: Le positron est mis en évidence expérimentalement par C. D. Anderson (prix
Nobel 1936) en 1932, puis par P. M. S. Blackett (prix Nobel 1948) et G. P. S. Occhialini en 1933.
•Découverte du neutron par James Chadwick (1891-1974, prix Nobel 1935).
• 1933 : Ernst August Friedrich Ruska (1906-1988) réalise le premier microscope
électronique en transmission (TEM), utilisant des électrons au lieu de photons. Cette
invention lui vaudra le prix Nobel cinquante ans plus tard (en 1986).
• 1934 : Une première théorie de la radioactivité f3 (i.e. de l'interaction faible) est
proposée par Fermi.
• 1935 : Le paradoxe EPR (Albert Einstein, Boris Podolsky & Nathan Rosen) : critique de la non localité et de la non séparabilité quantiques.
• 1938 : Observation du phénomène de superfluidité par Piotr Leonidovich Kapitza
(1894-1984, prix Nobel 1978) 15 .
• Isidor Isaac Rabi (1898-1988, prix Nobel 1944) et ses collaborateurs proposent
une nouvelle méthode pour mesurer avec une grande précision le moment magnétique des atomes ou molécules : molecular-beam magnetic-resonance method (cf.
problème 15. l page 290).
14. L. Hoddeson & G. Baym, The development of the quantum-mechanical electron theory of metals:
1928-1933, Rev. Mod. Phys. 59, 287-327 ( 1987).
15. L'histoire de la découverte de la superfl uidité a bénéficié des contributions importantes d'autres
scientifiques : cf. S. Balibar, Qui a découvert la superfluidité ?, Bulletin de la Société franÂgaise de
physique 128, 14 (2001).
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1.5. Premières conséquences importantes
• 1929 : Rudolf Peierls (1907-1995), sur une proposition de Heisenberg, se penche
sur la question de l'effet Hall anormal de certains métaux. Il comprend le changement
de signe de la résistance Hall (problème 16.1) dans le cadre de la théorie de Bloch
comme une manifestation de la masse effective négative (cf. exercice 6.6).
• 1931 : Anti-particules.- En cherchant à résoudre le problème posé par les solutions d' énergies négatives dans sa théorie relativiste de l' électron, Dirac propose le
concept de« lacune» dans une mer d'états occupés, qu'il interprète comme un antiélectron (un positron) : génial retournement consistant à transformer une difficulté
mathématique en invention du concept d'anti-particule (notons qu'il avait dès 1930
incorrectement proposé d'identifier la lacune avec le proton).
• Un mois après Dirac, Heisenberg propose la notion de trou ( anti-électron de
conduction) pour expliquer les conclusions de Peierls de 1929 sur l'effet Hall « anormal». C'est l' analogue, pour la matière condensée, de la théorie de Dirac 14 .
• 1932: Le positron est mis en évidence expérimentalement par C. D. Anderson (prix
Nobel 1936) en 1932, puis par P. M. S. Blackett (prix Nobel 1948) et G. P. S. Occhialini en 1933.
•Découverte du neutron par James Chadwick (1891-1974, prix Nobel 1935).
• 1933 : Ernst August Friedrich Ruska (1906-1988) réalise le premier microscope
électronique en transmission (TEM), utilisant des électrons au lieu de photons. Cette
invention lui vaudra le prix Nobel cinquante ans plus tard (en 1986).
• 1934 : Une première théorie de la radioactivité f3 (i.e. de l'interaction faible) est
proposée par Fermi.
• 1935 : Le paradoxe EPR (Albert Einstein, Boris Podolsky & Nathan Rosen) : critique de la non localité et de la non séparabilité quantiques.
• 1938 : Observation du phénomène de superfluidité par Piotr Leonidovich Kapitza
(1894-1984, prix Nobel 1978) 15 .
• Isidor Isaac Rabi (1898-1988, prix Nobel 1944) et ses collaborateurs proposent
une nouvelle méthode pour mesurer avec une grande précision le moment magnétique des atomes ou molécules : molecular-beam magnetic-resonance method (cf.
problème 15. l page 290).
14. L. Hoddeson & G. Baym, The development of the quantum-mechanical electron theory of metals:
1928-1933, Rev. Mod. Phys. 59, 287-327 ( 1987).
15. L'histoire de la découverte de la superfl uidité a bénéficié des contributions importantes d'autres
scientifiques : cf. S. Balibar, Qui a découvert la superfluidité ?, Bulletin de la Société franÂgaise de
physique 128, 14 (2001).
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