BAHCALL JOHN NORRIS (1934-2005)

Astrophysicien américain né le 30 décembre 1934 à Shreveport en Louisiane et décédé le 17 août 2005 à New York. De ses travaux, on retient principalement ceux que John Norris Bahcall consacra au Soleil et aux rayonnements cosmiques, notamment les neutrinos, que cette étoile émet.

Petit-fils d'immigrés russes issu d'une famille juive modeste, Bahcall entre à l'université de Louisiane pour étudier la philosophie dans le dessein de devenir rabbin. À la fin de sa première année, un stage d'été à l'université de Berkeley (Californie) va faire basculer son orientation. Un cousin ayant décidé de lui payer les frais de scolarité, il reste en Californie, mais le règlement des études l'oblige alors à suivre au moins un cours dans une matière scientifique. Il choisit le cours de physique le plus difficile et doit ainsi déployer une ardeur considérable pour atteindre le niveau nécessaire.

Son intérêt pour la physique croît de jour en jour et il se spécialise en astronomie. Il réussit sa licence en 1956. Bénéficiant de bourses universitaires, il obtient son master à Chicago l'année suivante, est admis à Harvard pour ses études doctorales et soutient sa thèse de doctorat en 1961 sous la direction de l'astrophysicien David Layzer. Son travail théorique consiste à déterminer les niveaux d'énergie d'atomes très ionisés. Il séjourne alors deux ans à l'université de l'Indiana, où il se spécialise en physique des interactions faibles. Sa première publication traite du problème de la détermination de la masse du neutrino muonique. Il passe ensuite huit années au Caltech de Pasadena (Californie) avant d'être nommé en 1971 professeur à l'Institute for Advanced Studies et à l'université de Princeton, où il reste jusqu'à sa mort.

L'œuvre majeure de Bahcall est liée à la compréhension des réactions nucléaires à l'intérieur d'une étoile comme le Soleil. Si les premières ébauches de la théorie de la nucléosynthèse stellaire datent de la fin des années 1930, élaborer un modèle complet décrivant la production d'énergie par le Soleil et son évolution dans le temps présente des difficultés théoriques sérieuses. Après les travaux pionniers de Hans Bethe aux États-Unis et de Carl von Weiszäcker en Allemagne, les spécialistes de la question sont William Fowler et ses collègues astrophysiciens du laboratoire du rayonnement de l'institut de technologie de Californie à Pasadena (Caltech). En 1957, ils ont publié un article qui fait autorité, « La Synthèse des éléments dans les étoiles ». Dans un court article « La Désintégration bêta à l'intérieur des étoiles » (1962), Bahcall met assez sèchement en doute une partie de ces résultats en insistant sur le fait que les taux de radioactivité doivent être différents dans les étoiles et dans les expériences de laboratoire, où les atomes sont fortement ionisés. Il reçoit alors une lettre de Fowler l'invitant à rejoindre le groupe de Caltech. Les années qui suivent sont l'occasion d'une longue collaboration avec l'expérimentateur Raymond Davis, spécialiste de la traque des neutrinos émis par le Soleil. Les estimations théoriques de Bahcall montrent qu'une grande part de ces neutrinos n'atteint pas la Terre. Cette énigme tiendra en haleine les astrophysiciens pendant plusieurs décennies, jusqu'à ce qu'une expérience japonaise démontre que les neutrinos subissent un phénomène d'oscillation, d'origine quantique, entre divers types, changeant de nature au cours de leur trajet cosmique. Ce résultat d'importance majeure vaudra aux responsables de l'expérience, Masatoshi Koshiba et Raymond Davis, de partager en 2002 le prix Nobel de physique (avec Riccardo Giacconi).

Chercheur prolifique, Bahcall a publié plus de cinq cents[...]