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Arthur Compton

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Pour les articles homonymes, voir Compton.

Arthur Compton
Fonctions
Administrateur de société
-
Administrateur de société
Smithsonian Institution
-
Biographie
Naissance
Décès
Voir et modifier les données sur Wikidata (à 69 ans)
BerkeleyVoir et modifier les données sur Wikidata
Sépulture
Cimetière de Wooster (d)Voir et modifier les données sur Wikidata
Nom de naissance
Arthur Holly ComptonVoir et modifier les données sur Wikidata
Nationalité
Domicile
Arthur H. Compton House (en) (années 1920-)Voir et modifier les données sur Wikidata
Formation
Activités
Fratrie
Conjoint
Betty Charity McCloskey (d)Voir et modifier les données sur Wikidata
Autres informations
A travaillé pour
Membre de
Maître
Directeurs de thèse
Owen Willans Richardson, Hereward Lester Cooke (en)Voir et modifier les données sur Wikidata
Distinctions
Prix Nobel de physique ()Voir et modifier les données sur Wikidata
Liste détaillée
Bourse Guggenheim ()
Prix Rumford ()
Prix Nobel de physique ()
Médaille Matteucci ()
Membre honoraire de la Société royale de Nouvelle-Zélande ()
Guthrie Lecture ()
Médaille Hughes ()
Médaille Franklin ()
Prix mémorial Richtmyer (en) ()
Médaille Röntgen ()
Membre de l'AAAS
Ordre Pour le Mérite pour les sciences et arts (d)Voir et modifier les données sur Wikidata
Archives conservées par
Smithsonian Institution Archives (en)Voir et modifier les données sur Wikidata
Renommé pour
signature d'Arthur Compton
Signature

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Arthur Holly Compton, né le à Wooster et mort le à Berkeley, est un physicien américain. Il est lauréat du prix Nobel de physique de 1927 « pour la découverte de l'effet nommé en son nom[1] », qui apporte en 1922 la preuve de l'aspect corpusculaire du rayonnement électromagnétique.

Biographie

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Jeunesse

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Arthur Compton est né le à Wooster, en Ohio, aux États-Unis. Il est le fils d'Elias Compton (1856-1938), doyen de l'université de Wooster, et d'Otelia Catherine Augspurger (1858-1944). Ses frères ainés Karl et Wilson (1890-1967) auront également une carrière académique remarquable, Karl étant lui-même physicien. Il a aussi une sœur, Mary (1889-1961).

En 1912-1913, pendant ses études à l'université de Wooster, il développe un instrument capable de mesurer la rotation de la terre en exploitant l'action de la force de Coriolis sur un fluide dans un tube torique[2]. Cet appareil sera appelé « générateur (ou tube) de Compton ».

Après avoir obtenu son diplôme de premier cycle à Wooster en 1913, il part étudier à l'université de Princeton, où il obtient son doctorat en 1916, en soutenant une thèse, dirigée par Hereward L. Cooke, sur la réflexion des rayons X sur les atomes.

En juin 1916, il épouse Betty Charity McCloskey (1892-1980). Ils auront deux fils, Arthur Alan Compton (1918-1999) et John Joseph Compton (1928-2014).

Compton travaille comme assistant à l'université du Minnesota en 1916-1917, puis quelque temps à la Westinghouse Electric Company à Pittsburgh, où il développe des lampes à vapeur de sodium.

Carrière académique

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En 1919, il reçoit une bourse qui lui permet de partir au laboratoire Cavendish de l'université de Cambridge, en Angleterre. Avec George Paget Thomson, le fils du découvreur de l'électron, J. J. Thomson, il étudie la diffusion et l'absorption des rayons gamma.

À son retour aux États-Unis, il est nommé chef du département de physique de l'université Washington de Saint-Louis, en 1920. En 1922, il découvre que les rayons X diffusés par des électrons ont une énergie moindre que les rayons X non diffusés, la différence d'énergie étant transférée aux électrons. Ce résultat, connu sous le nom de diffusion Compton, démontre la nature corpusculaire du rayonnement électromagnétique et lui vaudra le prix Nobel de physique 1927 avec Charles Wilson.

En 1923, Compton est nommé professeur de physique à l'université de Chicago, où il restera vingt-deux ans. Ses recherches concernent l'étude de la diffusion des rayons X, puis, à partir des années 1930, des rayons cosmiques.

En 1926-1927, il travaille à l'université du Pendjab à Lahore, en Inde britannique, où sa sœur s'est installée.

Il reçoit le prix Rumford en 1926. Il est également lauréat de la Médaille Hughes et de la Médaille Franklin en 1940.

Seconde guerre mondiale

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Arthur Holly Compton.

En mai 1941, à la demande de Vannevar Bush, chef du National Defense Research Committee, il rédige un rapport sur les possibilités offertes par l'uranium et le plutonium pour réaliser des armes nucléaires. Un second rapport, écrit en octobre 1941 avec l'aide d'Enrico Fermi et d'autres spécialistes de la physique nucléaire, suggère l'emploi d'uranium 235 d'une certaine masse critique pour la réalisation de la bombe atomique. Une solution avec du plutonium 239 est également envisagée. À cet effet, le Metallurgical Laboratory est fondé sous la direction de Compton, qui regroupe avec son groupe de Chicago plusieurs spécialistes de la physique nucléaire. En juin 1942, le laboratoire passe officiellement sous contrôle des militaires du projet Manhattan[3]. Compton donne à Robert Oppenheimer la responsabilité de la conception de la bombe au laboratoire de Los Alamos. Le , sous la direction de Fermi, la première pile atomique, Chicago Pile-1, diverge. Compton, avec Fermi et Ernest Orlando Lawrence, fait partie du comité dirigé par Oppenheimer qui recommande l'usage de l'arme nucléaire au Japon[4]. Il reçoit la Medal for Merit pour les services rendus au projet Manhattan.

Retour à Saint-Louis et décès

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De 1946 à 1954, Compton est le chancelier de l'université Washington de Saint-Louis. Il y reste actif jusqu'à sa retraite en 1961.

Il a été co-chairman de la National Conference of Christians and Jews (NCCJ, devenue plus tard la National Conference for Community and Justice) de 1938 à 1947 puis membre de son conseil d'administration jusqu'en 1958. Il soutient la formation de Fraternité mondiale et préside son congrès fondateur à Paris en juin 1950. Il est membre du conseil de l'Atlantic Union Committee, constitué en mars 1949, et qui préconise une fédération Atlantique organisée sur une base démocratique pour promouvoir la paix, à l'instigation de Clarence Streit[5].

En 1956, il publie Atomic Quest, un livre relatant son expérience personnelle dans le projet Manhattan.

Invité à l'université de Californie à Berkeley au printemps 1962, Compton est pris d'une hémorragie cérébrale et meurt à Berkeley le . Il est enterré au cimetière de Wooster.

Travaux majeurs

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Diffusion Compton

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Article détaillé : Diffusion Compton.

Compton remarque que la longueur d'onde des rayons X diffusés par des électrons est plus importante que celle de la source des rayons non diffusés. C'est donc que les rayons ont perdu de l'énergie au cours de la diffusion. Dans son article publié en 1923, Compton explique la différence d'énergie en attribuant un caractère corpusculaire aux photons X[6]. La conclusion de Compton provoque une vive controverse, car le caractère ondulatoire du rayonnement était bien établi, et la possibilité pour les photons de se comporter à la fois comme une particule et comme une onde était une nouveauté.

Ces résultats sont récompensés par le prix Nobel de physique 1927 (partagé avec Charles Wilson), qui entérine la notion de dualité onde-corpuscule de la lumière.

Rayons X

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Compton utilise la diffusion des rayons X sur divers matériaux et confirme la polarisation du faisceau diffusé. Il utilise également la diffusion X pour étudier les propriétés des matériaux, comme le ferromagnétisme et la densité.

Rayons cosmiques

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À la suite d'observations en divers points du globe à différentes altitudes, Compton suggère que le rayonnement cosmique est dû à des particules chargées, à rebours de Robert Andrews Millikan, qui soutenait que ces rayons étaient des photons. La différence d'intensité des rayons mesurés aux pôles et à l'équateur, due au champ magnétique terrestre, donne raison à Compton.

Publications

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  • Compton, Arthur (1918). "American Physical Society address (décembre 1917)", Physical Review, Series II.
  • Compton, Arthur (1923). "A Quantum Theory of the Scattering of X-Rays by Light Elements", Physical Review, 21(5), 483 - 502.
  • Compton, Arthur (1935). The Freedom of Man, New Haven: Yale University Press.
  • Compton, Arthur (1940). The Human Meaning of Science, Chapel Hill: University of North Carolina Press.
  • Compton, Arthur (1956). Atomic Quest, New York: Oxford University Press.
  • Compton, Arthur (1967). The Cosmos of Arthur Holly Compton, New York: Alfred A. Knopf; edited by Marjorie Johnston
  • Compton, Arthur (1973). Scientific Papers of Arthur Holly Compton, Chicago: University of Chicago Press; edited by Robert S. Shankland.

Notes et références

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  1. ↑ (en) « for his discovery of the effect named after him » in Personnel de rédaction, « The Nobel Prize in Physics 1927 », Fondation Nobel, 2010. Consulté le 15 juin 2010
  2. ↑ Arthur Holly Compton, « A Laboratory Method of Demonstrating the Earth's Rotation », Science, vol. 37, no 960,‎ , p. 803–806 (ISSN 0036-8075, lire en ligne, consulté le )
  3. ↑ Jean-François Augereau, « Et Roosevelt lança le projet Manhattan », Le Monde.fr,‎ (ISSN 1950-6244, lire en ligne, consulté le )
  4. ↑ (en) Robert Oppenheimer, Recommandations on the immediate use of nuclear weapons, (lire en ligne)
  5. ↑ Le Monde, 13/5/1949, Atlantic union resolution et liste des membres du conseil en 1951
  6. ↑ Arthur H. Compton, « A Quantum Theory of the Scattering of X-rays by Light Elements », Physical Review, vol. 21, no 5,‎ , p. 483–502 (DOI 10.1103/PhysRev.21.483, lire en ligne, consulté le )

Voir aussi

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Liens externes

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Bases de données et dictionnaires

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