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Étincelle de génie
Qu'aurait dit Robert ???
Ce n'est pas vraiment une question. C'est le nom d'une chanson d'un groupe appelé Van der Graaf Generator. En 1967, une poignée d'étudiants de l'Université de Manchester ont nommé leur groupe en l'honneur du décès du physicien Robert Van de Graaff. Imaginez un groupe de rock avec un orgue et des saxophones, mais pas de guitares électriques.
D'une manière ou d'une autre, leur non-conformité musicale correspond à la réputation de Van de Graaff comme l'un des premiers briseurs d'atomes au monde. Au début de sa carrière, il a développé des intérêts pour l'électricité et la physique atomique, un mélange de curiosités qu'il a acquises en travaillant pour l'Alabama Power Company et, plus tard, en étudiant pendant un an à la Sorbonne, où il a suivi des cours de Marie Curie. À l'âge de 28 ans et chercheur à Princeton, les scientifiques jouaient avec l'idée d'examiner la structure nucléaire de l'atome en le frappant avec des protons accélérés à grande vitesse. Mais ils n'avaient pas encore compris comment créer un champ électrique suffisamment grand pour projeter les particules chargées positivement.
Alors que d'autres tentaient de générer de grands champs électriques avec des condensateurs, Van de Graaff a développé la machine pour laquelle il est encore le plus connu, le générateur électrostatique Van de Graaff, essentiellement une grosse sucette en métal qui crépite avec une charge époustouflante. À l'intérieur de son corps en forme de tube se trouve une bande transporteuse en caoutchouc ou en tissu qui passe par une brosse en bas, ramassant des charges positives et les acheminant vers une électrode en haut, induisant une charge positive dans l'ampoule métallique. La charge continue de s'accumuler sur la surface de l'ampoule, créant des potentiels électriques de plus en plus grands qui peuvent propulser un flux de particules chargées positivement libérées par une source à l'intérieur de l'ampoule. Dans les démonstrations de vulgarisation scientifique, cependant, le champ électrique est souvent utilisé pour créer des étincelles impressionnantes ou dresser les cheveux d'un volontaire touchant la sphère métallique.
Van de Graaff a rejoint le MIT en 1931 et, avec le soutien du président de l'université Karl T. Compton, a construit une version de 13 mètres de haut et de sept millions de volts du générateur. Ce monstre a créé un champ électrique qui a propulsé des particules à travers un tube à vide qui reliait une ampoule de 4,6 mètres de large et une deuxième ampoule de taille égale. Les chercheurs ont pu sonder les noyaux d'atomes lourds, en menant des expériences qui ont répondu à de nombreuses questions nucléaires fondamentales et ont ouvert la voie aux accélérateurs de particules utilisés aujourd'hui pour étudier les éléments de base de l'univers.
Van de Graaff est resté au MIT jusqu'en 1960, refusant de partir même pendant la Seconde Guerre mondiale, lorsque son chef de département l'a exhorté à prêter ses talents à l'effort de recherche nucléaire à Los Alamos. Au cours de ces années au MIT, Van de Graaff a développé d'autres variantes de son accélérateur de particules, y compris des versions plus petites qui produisaient des rayons X pour des tâches telles que le traitement de patients cancéreux ou l'inspection de munitions navales.
La technologie survit sous une forme modifiée dans certains accélérateurs de particules modernes. Pourtant, la démonstration simple et brutale de l'appareil d'origine de la physique électrique reste l'un des outils d'enseignement les plus intrigants et informatifs de la science. Parallèlement à ses apparitions familières dans les expositions scientifiques et les expositions de musées, le générateur a trouvé des applications décalées. Ensemble Robot, un groupe de musique fondé par des diplômés du MIT, a récemment utilisé le générateur de crépitements comme instrument dans une performance.
Qu'aurait dit Robert ?