The 2,400-year search for the atom - Theresa Doud

2400 ans de recherches de l'atome - Theresa Doud

Traducteur: Marie Haupt Relecteur: Gabriel Tallineau

What do an ancient Greek philosopher

Qu'est-ce qu'un philosophe antique grec

and a 19th century Quaker

et un quaker du 19ème siècle

have in common with Nobel Prize-winning scientists?

ont en commun avec les scientifiques lauréats d'un Prix Nobel ?

Bien qu'ils soient séparés par 2400 ans d'Histoire,

Although they are separated over 2,400 years of history,

each of them contributed to answering the eternal question:

chacun d'eux a contribué à répondre à cette question éternelle :

what is stuff made of?

de quoi est composée la matière ?

It was around 440 BCE that Democritus first proposed

C'est autour de 440 avant J-C que Démocrite proposa pour la première fois

that everything in the world was made up of tiny particles

que tout dans le monde était composé de minuscules particules

surrounded by empty space.

entourées de vide.

And he even speculated that they vary in size and shape

Il avait même prédit qu'elles avaient des tailles et des formes différentes

depending on the substance they compose.

selon la substance qu'elles composent.

He called these particles "atomos," Greek for indivisible.

Il a nommé ces particules « atomos », qui signifie indivisible en grec.

His ideas were opposed by the more popular philosophers of his day.

Ses idées étaient contraires à celles des plus grands philosophes de son temps.

Aristotle, for instance, disagreed completely,

Aristote, par exemple, était en désaccord complet,

en affirmant à la place que la matière était composée de quatre éléments :

stating instead that matter was made of four elements:

earth, wind, water and fire,

la terre, l'air, l'eau et le feu,

and most later scientists followed suit.

et après beaucoup de scientifiques en ont fait autant.

Atoms would remain all but forgotten until 1808,

Les atomes sont restés complètement oubliés jusqu'en 1808,

when a Quaker teacher named John Dalton sought to challenge Aristotelian theory.

quand un professeur quaker, John Dalton a voulu défier la théorie d'Aristote.

Tandis que l'atomisme de Démocrite était purement théorique,

Whereas Democritus's atomism had been purely theoretical,

Dalton showed that common substances always broke down into the same elements

Dalton prouva que les substances usuelles se décomposent toujours en mêmes éléments

in the same proportions.

dans les mêmes proportions.

He concluded that the various compounds

Il en conclut que les divers composés

were combinations of atoms of different elements,

étaient des combinaisons d'atomes de différents éléments,

each of a particular size and mass

chacun ayant une taille et une masse précise

that could neither be created nor destroyed.

et ne pouvant ni être créé ni être détruit.

Though he received many honors for his work,

Bien qu'il obtint une grande renommée pour son travail,

as a Quaker, Dalton lived modestly until the end of his days.

en tant que quaker, il vécu modestement jusqu'à la fin de ses jours.

La théorie atomique était acceptée à présent par la communauté scientifique,

Atomic theory was now accepted by the scientific community,

but the next major advancement

mais l'avancement majeur suivant

would not come until nearly a century later

ne viendra que près d'un siècle plus tard

with the physicist J.J. Thompson's 1897 discovery of the electron.

avec la découverte en 1897 de l'électron, par le physicien J.J. Thompson.

In what we might call the chocolate chip cookie model of the atom,

Dans ce que nous pourrions appeler le modèle « plum pudding » de l'atome,

he showed atoms as uniformly packed spheres of positive matter

il a représenta les atomes comme une sphère uniforme de matière positive

filled with negatively charged electrons.

avec des électrons chargés négativement.

Thompson won a Nobel Prize in 1906 for his electron discovery,

Thompson a gagné un prix Nobel en 1906 pour sa découverte de l'électron,

but his model of the atom didn't stick around long.

mais son modèle de l'atome n'est pas resté très longtemps.

This was because he happened to have some pretty smart students,

Et ce surtout parce qu'il avait quelques étudiants assez futés,

including a certain Ernest Rutherford,

dont un certain Ernest Rutherford,

who would become known as the father of the nuclear age.

qui deviendra connu comme étant le père de l'âge nucléaire.

While studying the effects of X-rays on gases,

Tout en étudiant les effets des rayons X sur les gaz,

Rutherford decided to investigate atoms more closely

Rutherford décida d'étudier les atomes de plus près

by shooting small, positively charged alpha particles at a sheet of gold foil.

en envoyant de petites particules alpha, positives sur une feuille d'or.

Under Thompson's model,

Selon le modèle de Thompson,

the atom's thinly dispersed positive charge

la charge dispersée de l'atome

would not be enough to deflect the particles in any one place.

n'est pas suffisante pour dévier les particules dans une direction.

The effect would have been like a bunch of tennis balls

L'effet aurait été comme des balles de tennis

punching through a thin paper screen.

frappant un écran de papier fin.

But while most of the particles did pass through,

Mais tandis que la plupart des particules traversèrent,

some bounced right back,

certaines rebondirent en arrière,

suggesting that the foil was more like a thick net with a very large mesh.

montrant que la feuille était plus comme un filet épais avec une grande maille.

Rutherford concluded that atoms consisted largely of empty space

Rutherford en conclut que les atomes étaient constitués surtout de vide

with just a few electrons,

avec juste quelques électrons,

while most of the mass was concentrated in the center,

tandis que la majorité de la masse était concentrée au centre,

which he termed the nucleus.

qu'il nomma le noyau.

Les particules d'alpha traversaient les interstices.

The alpha particles passed through the gaps

but bounced back from the dense, positively charged nucleus.

mais rebondissaient contre le noyau dense chargé positivement.

But the atomic theory wasn't complete just yet.

Mais la théorie atomique n'était pas encore complète.

In 1913, another of Thompson's students by the name of Niels Bohr

En 1913, un autre étudiant de Thompson du nom de Niels Bohr

expanded on Rutherford's nuclear model.

développa le modèle nucléaire de Rutherford.

Drawing on earlier work by Max Planck and Albert Einstein

En s'appuyant sur les travaux précédents de Max Planck et d'Albert Einstein

he stipulated that electrons orbit the nucleus

il précisa que les électrons tournent autour du noyau

at fixed energies and distances,

avec des énergies et des distances fixes, en étant capables de sauter

able to jump from one level to another, but not to exist in the space between.

d'un niveau à l'autre, mais incapables d'exister dans l'espace entre deux.

Bohr's planetary model took center stage,

Le modèle planétaire de Bohr occupa une place centrale,

but soon, it too encountered some complications.

mais bientôt, il rencontra également quelques complications.

Experiments had shown that rather than simply being discrete particles,

Les expériences montrèrent qu'au lieu d'être juste des particules discrètes,

electrons simultaneously behaved like waves,

les électrons se comportaient simultanément comme des ondes,

not being confined to a particular point in space.

n'étant pas confinés à un point particulier dans l'espace.

And in formulating his famous uncertainty principle,

Et quand il formula son célèbre principe d'incertitude,

Werner Heisenberg showed it was impossible to determine

Werner Heisenberg montra qu'il était impossible de déterminer

both the exact position and speed of electrons

à la fois la position et la vitesse exactes des électrons

as they moved around an atom.

quand ils tournent autour d'un atome.

The idea that electrons cannot be pinpointed

L'idée que les électrons ne peuvent pas être localisés

but exist within a range of possible locations

mais existent dans un panel d'endroits possibles

gave rise to the current quantum model of the atom,

a donné naissance au modèle quantique actuel de l'atome,

a fascinating theory with a whole new set of complexities

une théorie fascinante avec un tout nouvel ensemble de complexités

whose implications have yet to be fully grasped.

dont les implications doivent être complètement comprises.

Even though our understanding of atoms keeps changing,

Même si notre vision des atomes ne cesse de changer,

the basic fact of atoms remains,

le fait d'existance des atomes reste,

so let's celebrate the triumph of atomic theory

donc célébrons le triomphe de la théorie atomique

avec quelques feux d'artifice.

with some fireworks.

As electrons circling an atom shift between energy levels,

Quand les électrons autour d'un atome sautent entre les niveaux d'énergie,

they absorb or release energy in the form of specific wavelengths of light,

ils absorbent ou libèrent de l'énergie sous forme de longueurs d'onde spécifiques

resulting in all the marvelous colors we see.

ce qui produit toutes les merveilleuses couleurs que nous voyons.

And we can imagine Democritus watching from somewhere,

Et nous pouvons imaginer Démocrite nous contemplant,

satisfied that over two millennia later,

satisfait que deux millénaires plus tard,

he turned out to have been right all along.

il soit avéré qu'il avait eu raison depuis le début.