Physicien anglo-néo-zélandais, collaborateur d'Ernest Rutherford. Il réalisa avec Hans Geiger en 1909 la célèbre expérience de diffusion des particules alpha sur une feuille d'or, qui révéla l'existence du noyau atomique.
Ernest Marsden(1889 — 1970)
Ernest Marsden
Royaume-Uni
6 min de lecture
Questions fréquentes
Faits marquants
- Né en 1889 à Manchester (Angleterre), mort en 1970 à Wellington (Nouvelle-Zélande)
- Réalise en 1909 l'expérience de Geiger-Marsden (diffusion des particules alpha) sous la direction de Rutherford
- Cette expérience permet à Rutherford de formuler en 1911 le modèle de l'atome avec un noyau central
- Nommé professeur de physique à Wellington (Nouvelle-Zélande) en 1915
- Joua un rôle majeur dans l'organisation de la recherche scientifique néo-zélandaise
Œuvres & réalisations
L'observation du rebond inattendu des particules alpha sur une feuille d'or. C'est l'expérience fondatrice qui révéla l'existence du noyau atomique.
Article cosigné avec Geiger rapportant les mesures du retour des particules. Il fournit les données qui poussèrent Rutherford à repenser l'atome.
Application de la physique à la localisation de l'artillerie ennemie par le bruit des tirs. Marsden mit ses compétences scientifiques au service de l'armée.
Marsden structura les institutions scientifiques de Nouvelle-Zélande et orienta leurs programmes. Son nom est aujourd'hui attaché à un grand fonds de recherche national.
Direction des travaux scientifiques de guerre, notamment le développement du radar en Nouvelle-Zélande. Il appliqua la science à la défense du pays.
Anecdotes
En 1909, Ernest Marsden n'avait qu'une vingtaine d'années et était encore étudiant quand Rutherford lui confia une tâche en apparence anodine : vérifier si des particules alpha pouvaient rebondir vers l'arrière en frappant une mince feuille d'or. À sa grande surprise, environ une particule sur 8000 revenait en arrière, un résultat que personne n'attendait.
Rutherford résuma plus tard sa stupéfaction par une phrase devenue célèbre : c'était « presque aussi incroyable que si vous tiriez un obus de 15 pouces sur une feuille de papier de soie et qu'il revenait vous frapper ». Ce rebond impossible révélait que l'atome contenait un minuscule noyau dur et concentré.
Le modèle de l'atome admis à l'époque, dit « pudding aux prunes » de Thomson, imaginait la charge positive étalée dans tout l'atome. L'expérience de Marsden et Geiger le fit voler en éclats : elle obligea à inventer le noyau atomique, base de toute la physique nucléaire moderne.
Après sa carrière de chercheur, Marsden émigra en Nouvelle-Zélande, le pays d'origine de son maître Rutherford. Il y devint professeur puis un grand organisateur de la science néo-zélandaise, et fut anobli, devenant Sir Ernest Marsden.
Pendant la Première Guerre mondiale, Marsden servit comme officier et travailla sur le « repérage par le son », une technique permettant de localiser les canons ennemis grâce au bruit de leurs tirs — preuve que sa rigueur de physicien servait aussi sur le terrain.
Sources primaires
Il semble surprenant que certaines des particules alpha, comme l'expérience le montre, puissent être renvoyées vers l'arrière par une seule collision avec un atome.
La diffusion de particules chargées sous de grands angles s'explique en supposant que l'atome contient une charge centrale concentrée en un très petit volume.
Ce fut l'événement le plus incroyable de ma vie ; presque aussi incroyable que si vous tiriez un obus de 15 pouces sur une feuille de papier de soie et qu'il revenait vous frapper.
Lieux clés
Village industriel du nord de l'Angleterre où Ernest Marsden naquit en 1889. C'est là que commença le parcours d'un fils du pays du textile devenu physicien.
Laboratoire de physique dirigé par Rutherford où Marsden, étudiant, mena avec Geiger l'expérience de la feuille d'or en 1909. Berceau de la découverte du noyau atomique.
Établissement où Marsden fut nommé professeur de physique en 1915. Il y poursuivit l'enseignement et la recherche après avoir quitté l'Angleterre.
Capitale néo-zélandaise où Marsden organisa la recherche scientifique nationale et où il mourut en 1970. Une grande partie de sa carrière d'administrateur de la science s'y déroula.
Objets typiques
Mince feuille d'or de quelques atomes d'épaisseur servant de cible aux particules alpha. Sa finesse permettait aux particules de la traverser tout en révélant les rares rebonds.
Petit échantillon radioactif émettant des particules alpha utilisées comme projectiles. C'était l'outil offensif de l'expérience.
Écran fluorescent produisant un minuscule éclair (scintillation) chaque fois qu'une particule alpha le frappait. Il fallait l'observer dans l'obscurité.
Microscope mobile permettant de compter à l'œil nu les éclairs sur l'écran, sous différents angles. Le comptage exigeait patience et yeux habitués au noir.
Enceinte vidée d'air dans laquelle voyageaient les particules alpha, pour éviter qu'elles ne soient déviées par les molécules de l'air. Cœur du dispositif expérimental.
Cahier où étaient consignés les comptages de scintillations et les conditions de chaque mesure. Sans ces relevés patients, l'analyse statistique des rebonds aurait été impossible.
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Vie quotidienne
Matin
Jeune chercheur à Manchester, Marsden commençait sa journée au laboratoire de Rutherford, vérifiant les sources radioactives et l'étanchéité au vide des appareils. La matinée se passait à préparer les feuilles d'or et à régler le microscope d'observation.
Après-midi
L'après-midi était consacré aux longues séries de comptages de scintillations, souvent dans une pièce obscurcie pour distinguer les minuscules éclairs. Ce travail demandait une grande patience et des yeux longuement habitués au noir.
Soir
Le soir, il consignait les chiffres dans ses carnets et discutait des résultats avec Geiger et Rutherford. Les premières analyses des rebonds inattendus nourrissaient des conversations animées sur la nature de l'atome.
Alimentation
Marsden partageait l'alimentation simple d'un universitaire britannique du début du XXe siècle : pain, viande, pommes de terre, thé pris régulièrement dans la journée. Les repas étaient ordinaires et fonctionnels, au rythme du laboratoire.
Vêtements
Comme les scientifiques de son époque, il portait costume sombre, chemise à col dur et cravate, parfois recouverts d'une blouse au laboratoire. La tenue restait formelle, conforme aux usages académiques edwardiens.
Habitat
Étudiant et jeune chercheur, il logeait dans des pensions ou logements modestes proches de l'université de Manchester. Plus tard, en Nouvelle-Zélande, il vécut dans une maison de Wellington, en notable installé de la vie scientifique.
Frise contextuelle
Vocabulaire d'époque
Liens externes & ressources
Références
Œuvres
Expérience de diffusion des particules alpha (avec Hans Geiger)
1909
« On a Diffuse Reflection of the α-Particles » (Proceedings of the Royal Society)
1909
Travaux de repérage par le son (Première Guerre mondiale)
1915-1918
Organisation de la recherche scientifique néo-zélandaise
1922-1947
Coordination scientifique de la défense (Seconde Guerre mondiale)
1939-1945
