LES DOCTEURS DU SPIN
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de nouvelles règles pour le saut des électrons d'une orbite
(ou niveau d'énergie) à une autre, fondées sur trois
« nombres quantiques » n, k et m décrivant les dimensions, la
forme et l'orientation de l'orbite. Mais les réjouissances
furent de courte durée, car on découvrit que la décomposition de la raie rouge alpha de l'hydrogène était moindre que
ce à quoi on s'attendait. La situation empira quand il se
confirma que certaines raies se divisaient en quatre composantes et plus au lieu de deux ou trois.
Bien que qualifié d'effet Zeeman «anormal» parce que les
raies supplémentaires ne pouvaient s'expliquer ni par la
théorie des quanta existante ni par la physique classique, il
était en réalité bien plus répandu que l'effet dit «normal».
Pour Pauli, cela dénotait rien de moins que «l'échec profondément enraciné des principes théoriques connus jusqu'ici 22 », Il
s'imposa la tâche de rectifier cette triste situation. Mais il eut
beau essayer, il ne put expliquer ce ~ui se passait. «Jusqu'ici,
j'ai fait fausse route de bout en bout 3 », écrivait-il à Sommerfeld en juin 1923. Il était consumé par le problème et avoua
plus tard avoir été totalement désespéré pendant quelque
temps.
Un jour, un autre physicien de l'institut le rencontra en
flânant dans les rues de Copenhague. «Vous avez l'air très
malheureux», lui dit son collègue en souriant. Pauli se
retourna vers lui et dit : « Comment peut-on avoir l'air heureux
quand on pense à l'effet Zeeman anormal 24 ? » Recourir à des
règles ad hoc pour décrire la structure complexe des spectres
atomiques, c'en était trop pour Pauli. Il voulait une explication plus profonde, plus fondamentale des phénomènes. Il
pensait qu'une partie du problème résidait dans les conjectures impliquées dans la théorie de la table périodique de
Bohr. Décrivait-elle vraiment la disposition correcte des électrons à l'intérieur des atomes?
En 1922, on croyait que les électrons du modèle BohrSommerfeld évoluaient dans des « couches » tridimensionnelles. Ce n'était pas des couches ou «coquilles» physiques,
mais des niveaux d'énergie, à l'intérieur des atomes, autour
desquels les électrons semblaient se regrouper. Un indice
vital qui aida Bohr à élaborer son nouveau modèle à couches
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de nouvelles règles pour le saut des électrons d'une orbite
(ou niveau d'énergie) à une autre, fondées sur trois
« nombres quantiques » n, k et m décrivant les dimensions, la
forme et l'orientation de l'orbite. Mais les réjouissances
furent de courte durée, car on découvrit que la décomposition de la raie rouge alpha de l'hydrogène était moindre que
ce à quoi on s'attendait. La situation empira quand il se
confirma que certaines raies se divisaient en quatre composantes et plus au lieu de deux ou trois.
Bien que qualifié d'effet Zeeman «anormal» parce que les
raies supplémentaires ne pouvaient s'expliquer ni par la
théorie des quanta existante ni par la physique classique, il
était en réalité bien plus répandu que l'effet dit «normal».
Pour Pauli, cela dénotait rien de moins que «l'échec profondément enraciné des principes théoriques connus jusqu'ici 22 », Il
s'imposa la tâche de rectifier cette triste situation. Mais il eut
beau essayer, il ne put expliquer ce ~ui se passait. «Jusqu'ici,
j'ai fait fausse route de bout en bout 3 », écrivait-il à Sommerfeld en juin 1923. Il était consumé par le problème et avoua
plus tard avoir été totalement désespéré pendant quelque
temps.
Un jour, un autre physicien de l'institut le rencontra en
flânant dans les rues de Copenhague. «Vous avez l'air très
malheureux», lui dit son collègue en souriant. Pauli se
retourna vers lui et dit : « Comment peut-on avoir l'air heureux
quand on pense à l'effet Zeeman anormal 24 ? » Recourir à des
règles ad hoc pour décrire la structure complexe des spectres
atomiques, c'en était trop pour Pauli. Il voulait une explication plus profonde, plus fondamentale des phénomènes. Il
pensait qu'une partie du problème résidait dans les conjectures impliquées dans la théorie de la table périodique de
Bohr. Décrivait-elle vraiment la disposition correcte des électrons à l'intérieur des atomes?
En 1922, on croyait que les électrons du modèle BohrSommerfeld évoluaient dans des « couches » tridimensionnelles. Ce n'était pas des couches ou «coquilles» physiques,
mais des niveaux d'énergie, à l'intérieur des atomes, autour
desquels les électrons semblaient se regrouper. Un indice
vital qui aida Bohr à élaborer son nouveau modèle à couches