La science amène les gens à chercher désintéressément la vérité et l'objectivité ; elle leur apprend à accepter la réalité, avec émerveillement et admiration, sans oublier la profonde crainte respectueuse et la joie que l'ordre naturel des choses apporte au vrai scientifique.
Lise Meitner était une physicienne austro-suédoise qui a contribué aux découvertes de l'élément protoactinium et de la fission nucléaire. En travaillant à l'Institut Kaiser Wilhelm sur la radioactivité, elle a découvert l'isotope radioactif protoactinium-231 en 1917. En 1938, Meitner et son neveu physicien Otto Robert Frisch ont découvert la fission nucléaire. Elle a été félicitée par Albert Einstein comme la « Marie Curie allemande ».
Après avoir complété sa recherche doctorale en 1905, Meitner est devenue la première femme de l'Université de Vienne et la deuxième au monde à obtenir un doctorat en physique. Elle a passé la majeure partie de sa carrière scientifique à Berlin, en Allemagne, où elle était professeure de physique et chef de département à l'Institut Kaiser Wilhelm ; elle a été la première femme à devenir professeure titulaire de physique en Allemagne. Elle a perdu ces postes dans les années 1930 en raison des lois antijuives de Nuremberg de l'Allemagne nazie, et en 1938 elle s'est enfuie en Suède, où elle a vécu pendant de nombreuses années, finissant par devenir citoyenne suédoise.
Au milieu de 1938, Meitner avec les chimistes Otto Hahn et Fritz Strassmann à l'Institut Kaiser Wilhelm ont découvert que le bombardement du thorium avec des neutrons produisait différents isotopes. Hahn et Strassmann ont montré plus tard dans l'année que des isotopes de baryum pouvaient être formés par bombardement d'uranium. Fin décembre, Meitner et Frisch ont élucidé le phénomène d'un tel processus de division. Dans leur rapport dans le numéro de février de Nature en 1939, ils lui ont donné le nom de « fission ». Ce principe a conduit au développement de la première bombe atomique pendant la Seconde Guerre mondiale, et par la suite d'autres armes nucléaires et réacteurs nucléaires.
Meitner a reçu de nombreux prix et distinctions tardivement dans sa vie, mais elle n'a pas partagé le Prix Nobel de chimie de 1944 pour la fission nucléaire, qui a été attribué exclusivement à son long-temps collaborateur Otto Hahn. Plusieurs scientifiques et journalistes ont qualifié son exclusion d'« injuste ». Selon les archives du Prix Nobel, elle a été nominée 19 fois pour le Prix Nobel de chimie entre 1924 et 1948, et 29 fois pour le Prix Nobel de physique entre 1937 et 1965. Bien qu'elle n'ait pas reçu le Prix Nobel, Meitner a été invitée à assister à la Réunion des Lauréats du Prix Nobel de Lindau en 1962. Cependant, Meitner a reçu de nombreux autres honneurs, notamment le nommage de l'élément chimique 109 meitnerium en 1997.
Premières années
Elle est née Elise Meitner le 7 novembre 1878 dans une famille juive de la haute bourgeoisie au domicile familial au 27 Kaiser Josefstrasse dans le quartier de Leopoldstadt à Vienne, la troisième de huit enfants de Hedwig et Philipp Meitner. Le registre de naissance de la communauté juive de Vienne la liste comme étant née le 17 novembre 1878, mais tous les autres documents indiquent sa date de naissance comme 7 novembre, ce qu'elle utilisait. Elle a raccourci son nom de Elise à Lise. Son père était l'un des premiers avocats juifs autorisés à exercer en Autriche. Elle avait deux frères et sœurs aînés, Gisela et Auguste Gusti, et cinq cadets : Moriz Fritz, Carola Lola, Frida et Walter ; tous les huit, y compris les cinq filles, ont finalement poursuivi des études supérieures. Bien que juive, son père était un libre penseur convaincu, et elle a été élevée comme tel. À l'âge adulte, elle s'est convertie au christianisme, suivant le luthéranisme, et a été baptisée en 1908. Ses sœurs Gisela et Lola se sont converties au catholicisme cette même année.
Éducation
Les premières recherches de Meitner ont commencé à l'âge de huit ans, quand elle a tenu un carnet de ses enregistrements sous son oreiller. Elle était particulièrement attirée par les mathématiques et les sciences, et a d'abord étudié les couleurs d'une nappe de pétrole, les films minces et la lumière réfléchie. Les femmes n'étaient pas autorisées à fréquenter les établissements publics d'enseignement supérieur à Vienne jusqu'en 1897, et elle a complété sa dernière année d'école en 1892. Son éducation comprenait la comptabilité, l'arithmétique, l'histoire, la géographie, les sciences, le français et la gymnastique.
Le seul métier disponible pour les femmes était l'enseignement, alors elle s'est formée comme professeure de français. Sa sœur Gisela a réussi le Matura et est entrée à la faculté de médecine en 1900. En 1899, Meitner a commencé à prendre des leçons privées avec deux autres jeunes femmes, condensant les huit années manquantes d'enseignement secondaire en seulement deux. La physique a été enseignée par Arthur Szarvasy. En juillet 1901, les filles ont passé un examen externe à l'Akademisches Gymnasium. Seules quatre filles sur quatorze ont réussi, y compris Meitner et Henriette Boltzmann, la fille du physicien Ludwig Boltzmann.
Meitner a entré à l'Université de Vienne en octobre 1901. Elle a été particulièrement inspirée par Boltzmann, et on disait qu'elle parlait souvent avec un enthousiasme contagieux de ses cours. Sa dissertation a été supervisée par Franz Exner et Hans Benndorf. Sa thèse intitulée Prüfung einer Formel Maxwells « Examen de la formule de Maxwell » a été soumise le 28 novembre 1905, évaluée par Exner et Boltzmann, et approuvée le 28 novembre 1905. Elle est devenue la deuxième femme à obtenir un doctorat avec une majeure en physique à l'Université de Vienne, après Olga Steindler qui avait reçu son diplôme en 1903. Sa thèse a été publiée sous le titre Wärmeleitung in inhomogenen Körpern « Conduction thermique dans les corps inhomogènes » le 22 février 1906.
Paul Ehrenfest lui a demandé d'enquêter sur un article sur l'optique de Lord Rayleigh qui décrivait une expérience qui avait produit des résultats que Rayleigh n'avait pas pu expliquer. Non seulement elle a pu expliquer ce qui se passait ; elle est allée plus loin et a fait des prédictions basées sur son explication, puis les a vérifiées expérimentalement, démontrant sa capacité à mener des recherches indépendantes et sans supervision.
Pendant qu'elle était engagée dans cette recherche, Meitner a été présentée par Stefan Meyer à la radioactivité, alors un domaine d'étude très nouveau. Elle a commencé par les particules alpha. En étudiant un faisceau de particules alpha, elle a découvert que la diffusion augmentait avec la masse atomique des atomes métalliques dans ses expériences avec des colimateurs et du papier métallique, ce qui a conduit Ernest Rutherford plus tard à prédire l'atome nucléaire, et qui avait été son point fort. Elle a soumis ses conclusions à Physikalische Zeitschrift le 29 juin 1907.
Université Friedrich Wilhelm
Encouragée et soutenue par le soutien financier de son père, Meitner s'est rendue à l'Université Friedrich Wilhelm dans le quartier de Dahlem à Berlin, où enseignait le physicien renommé Max Planck. Planck l'a invitée à son domicile et lui a permis d'assister à ses cours, ce qui était un geste inhabituel de la part de Planck, qui s'était prononcé contre l'admission des femmes aux universités en général, mais il était prêt à admettre qu'il y avait des exceptions occasionnelles ; apparemment il a reconnu Meitner comme l'une de ces exceptions. Elle est devenue amie avec les jumelles de Planck, Emma et Grete, qui partageaient son amour de la musique.
Assister aux cours de Planck ne prenait pas tout son temps, et Meitner s'est approchée de Heinrich Rubens, le chef de l'institut de physique expérimentale, pour demander de faire de la recherche. Rubens a dit qu'il serait heureux qu'elle travaille dans son laboratoire. Il a également ajouté qu'Otto Hahn à l'institut de chimie cherchait un physicien avec qui collaborer. Quelques minutes plus tard, elle a été présentée à Hahn. Il avait étudié les substances radioactives sous Sir William Ramsay, et à Montréal sous Rutherford, et il était déjà crédité de la découverte de ce qui était alors considéré comme plusieurs nouveaux éléments radioactifs. En fait, c'étaient des isotopes d'éléments connus, mais le concept d'isotope, ainsi que le terme, n'a été proposé que par Frederick Soddy en 1913. Hahn était du même âge qu'elle, et elle a noté son attitude informelle et accessible. Au Canada démocratique, il n'y avait aucune exigence d'être réservé en s'adressant à Rutherford, mais beaucoup de gens en Allemagne trouvaient sa manière rebutante, et le caractérisaient comme un « Berlinois anglicisé ». À Montréal, Hahn s'était habitué à la collaboration avec des physiciens, y compris au moins une femme, Harriet Brooks.
Le chef de l'institut de chimie, Emil Fischer, a mis à la disposition de Hahn un ancien atelier de menuiserie Holzwerkstatt au sous-sol à utiliser comme laboratoire. Hahn l'a équipé avec des électroscopes pour mesurer les particules alpha et bêta et les rayons gamma. Il n'était pas possible de mener des recherches dans l'atelier de menuiserie, mais Alfred Stock, le chef du département de chimie inorganique, a laissé Hahn utiliser un espace dans l'un de ses deux laboratoires privés. Comme Meitner, Hahn était non rémunéré et vivait d'une allocation de son père, bien que légèrement supérieure à la sienne. Il a complété son habilitation au printemps 1907 et est devenu Privatdozent. La plupart des chimistes organiques de l'institut de chimie ne considéraient pas le travail de Hahn—détecter des traces minuscules d'isotopes trop petits pour être vus, pesés ou sentis par leur radioactivité—comme de la véritable chimie. Un chef de département a remarqué que « c'est incroyable ce qu'on doit être pour être Privatdozent de nos jours ! »
L'arrangement a été difficile pour Meitner au début. Les femmes n'étaient pas encore admises aux universités en Prusse. Meitner était autorisée à travailler dans l'atelier de menuiserie, qui avait sa propre entrée externe, mais elle ne pouvait pas mettre les pieds dans le reste de l'institut, y compris l'espace de laboratoire de Hahn à l'étage. Si elle voulait aller aux toilettes, elle devait utiliser celles d'un restaurant dans la rue. L'année suivante, les femmes ont été admises aux universités prussiennes, et Fischer a levé les restrictions et a fait installer des toilettes pour femmes dans le bâtiment. Pas tous les chimistes étaient heureux à ce sujet. L'Institut de physique était plus accueillant, et elle est devenue amie avec les physiciens là-bas, y compris Otto von Baeyer et Wilhelm Westphal.
Au cours des premières années où Meitner a travaillé avec Hahn, ils ont co-écrit trois articles en 1908 et six autres en 1909. Elle a également, avec Hahn, découvert et développé une méthode de séparation physique connue sous le nom de recul radioactif, dans laquelle un noyau fils est fortement éjecté de sa matrice en reculant au moment de la désintégration. Tandis que Hahn était plus préoccupé par la découverte de nouveaux éléments maintenant connus comme des isotopes, Meitner s'intéressait davantage à la compréhension de leurs rayonnements. Elle a observé que le recul radioactif pouvait être une nouvelle façon de détecter les substances radioactives. Ils ont mis en place des tests et ont bientôt découvert deux autres nouveaux isotopes.
Meitner s'intéressait particulièrement au rayonnement bêta. À cette époque, on savait qu'il s'agissait d'électrons. Les particules alpha ont été émises avec une énergie caractéristique, et elle s'attendait à ce que ce soit aussi le cas pour les particules bêta. Hahn et Meitner ont soigneusement mesuré l'absorption des particules bêta par l'aluminium, mais les résultats étaient déconcertants. En 1914, James Chadwick a découvert que les électrons émis du noyau atomique formaient un spectre continu, mais Meitner a trouvé cela difficile à croire, car cela semblait contredire la physique quantique.
Institut Kaiser Wilhelm de chimie
En 1912, Hahn et Meitner se sont installés au nouvel Institut Kaiser Wilhelm KWI pour la chimie. Hahn a accepté une offre de Fischer de devenir assistant junior chargé de sa section de radiochimie, le premier laboratoire de ce type en Allemagne. Le poste venait avec le titre de « professeur » et un salaire de 5 000 marks par an. Meitner a travaillé sans salaire comme « invitée » dans la section de Hahn. Plus tard cette année-là, peut-être craignant que Meitner soit en difficultés financières et puisse retourner à Vienne, puisque son père était décédé en 1910, Planck l'a nommée son assistante à l'Institut de physique théorique à l'Université Friedrich Wilhelm. En tant que telle, elle a corrigé les travaux de ses étudiants. C'était son premier poste rémunéré. Assistant était le plus bas échelon de l'échelle académique, et Meitner était la première assistante scientifique féminin en Prusse.
Les responsables fiers ont présenté Meitner à l'empereur Guillaume II à l'ouverture officielle du KWI pour la chimie le 23 octobre 1912. L'année suivante, elle est devenue Mitglied associée, du même rang que Hahn bien que son salaire soit toujours moins élevé, et la section de radioactivité est devenue le Laboratoire Hahn-Meitner. Meitner a célébré avec un dîner à l'Hôtel Adlon. Les salaires de Hahn et Meitner seraient bientôt éclipsés par les royalties du mesothorium radium-228 – le « radium allemand » produit à des fins médicales, pour lequel Hahn a reçu 66 000 marks en 1914, dont il a donné dix pour cent à Meitner. En 1914, Meitner a reçu une offre attrayante d'un poste académique à Prague. Planck a fait clairement comprendre à Fischer qu'il ne voulait pas que Meitner s'en aille, et Fischer a arrangé pour que son salaire soit doublé à 3 000 marks.
Le déménagement dans de nouveaux locaux était opportun, car l'atelier de menuiserie était devenu complètement contaminé par des liquides radioactifs qui avaient été déversés, et des gaz radioactifs qui s'étaient échappés puis décayés et s'étaient déposés sous forme de poussière radioactive, rendant impossible les mesures sensibles. Pour s'assurer que leurs nouveaux laboratoires propres restent dans cet état, Hahn et Meitner ont institué des procédures strictes. Les méthodes chimiques et physiques
