LE FORÇAT DES BREVETS
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Einstein quitta l'Office des brevets pour pouvoir consacrer
plus de temps à ses recherches. Or il dut déchanter les
premiers mois après son arrivée à Zurich en octobre 1909. Il
se plaignait qu'avec le temps qu'il investissait dans la préparation de ses sept heures de cours hebdomadaires « son temps
libre effectif était encore plus réduit qu'à Berne 83 ». Les
étudiants furent frappés par l'apparence négligée de leur
jeune et nouveau professeur, mais Einstein s'attira vite leur
respect et leur affection avec son style informel - il les encourageait à l'interrompre si quelque chose n'était pas clair. En
plus des cours proprement dits, Einstein emmenait ses
étudiants au moins une fois par semaine au Café Terrasse
pour bavarder et échanger des potins avec eux jusqu'à
l'heure de la fermeture. Il ne tarda pas à s'habituer à sa
charge de travail et entreprit d'utiliser le quantum pour
résoudre un vieux problème.
En 1819, les Français Pierre Dulong et Alexis Petit mesurèrent la chaleur spécifique - la quantité d'énergie nécessaire
pour augmenter de un degré la température de un kilogramme d'une substance -, pour divers métaux, depuis le
cuivre jusqu'à l'or. Pendant un demi-siècle, nul ne mit en
doute leur conclusion : « Les atomes de tous les corps simples
ont exactement la même chaleur spécifique 84 • » Ce fut donc
une grande surprise lorsque, dans les années 1870, on découvrit des exceptions.
Pour étudier ces anomalies de la chaleur spécifique, Einstein adapta la démarche de Planck en imaginant que les
atomes d'une substance oscillaient quand on les chauffait.
Les atomes ne pouvaient pas osciller à n'importe quelle
fréquence, mais étaient « quantifiés » - ils étaient limités aux
fréquences multiples d'une certaine fréquence « fondamentale». En appliquant cette contrainte quantique, Einstein
trouva une théorie nouvelle pour expliquer comment les
solides absorbent la chaleur. Les atomes ne sont autorisés à
absorber de l'énergie qu'en quantités discrètes, les quanta.
Toutefois, lorsque la température baisse, la quantité d'énergie
thermique que possède la substance diminue jusqu'à ce qu'il
n'y en ait plus assez pour fournir à chaque atome le quantum
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