LEE TSUNG-DAO (1926-2024)

Tsung-Dao Lee est un physicien sino-américain, lauréat du prix Nobel de physique en 1957 pour avoir fait l’hypothèse que les interactions nucléaires faibles ne respectaient pas la symétrie de parité. Né à Shanghai (Chine) le 24 novembre 1926, Tsung-Dao Lee était le fils d’un homme d'affaires et d’une mère fervente catholique, troisième né parmi six enfants. Après des études secondaires à Shanghai, il commence en 1943 ses études universitaires à l'université du Zhejiang, d’abord en ingénierie chimique mais il choisit rapidement de suivre un cursus en physique. La guerre sino-japonaise de 1937-1945 lui fait quitter le Zhejiang pour l’université nationale du Sud-Ouest à Kunming, la capitale de la province du Yunnan. Lee y rencontre Chen-Ning Yang (né en 1922), dont il sera longtemps l'ami et le collaborateur, jusqu’à partager le prix Nobel de physique avec lui. Ses brillants résultats scolaires lui valent d’obtenir une bourse du gouvernement chinois lui permettant de poursuivre ses études aux États-Unis. De 1946 à 1950, il travaille sous la direction du théoricien italo-américain Enrico Fermi (1901-1954, prix Nobel de physique en 1938) ; sa thèse de doctorat soutenue en 1950 à l’université de Chicago étudie les mécanismes de production d’énergie dans les naines blanches. La même année, Lee épouse Jeannette Chun-Chin Hui, avec qui il aura deux fils, James et Stephen.

Les années suivantes, Lee occupe des postes temporaires dans divers instituts. Avec Yang, il écrit en 1952 deux articles établissant une théorie statistique des équations d’état et des transitions de phases, reliant les changements d’état des grands systèmes aux propriétés des fonctions décrivant les propriétés statistiques d’un ensemble de particules à l’équilibre thermodynamique dans de petits systèmes. Ce cadre, développé par les auteurs dans le cadre d’un modèle particulier, a ensuite été appliqué avec succès à un grand nombre de phénomènes, comme la percolation, le repliement des protéines ou les réseaux complexes aux topologies irrégulières décrivant des systèmes biologiques.

En 1953, Lee rejoint l’université Columbia à New York comme professeur-assistant ; il est ensuite rapidement promu et devient à 29 ans le plus jeune professeur jamais nommé dans cette prestigieuse université. En 1954, Lee résout une difficulté majeure du formalisme des théories quantiques relativistes. Quelques années plus tôt, une étape nécessaire pour assurer la cohérence de l’électrodynamique quantique avait été franchie par plusieurs théoriciens (dont les lauréats du prix Nobel de physique 1965, Richard Feynman, Sin-Itiro Tomonaga et Julian Schwinger). Ce succès était cependant incomplet dans la mesure où il utilisait une méthode d’approximations successives. En inventant un modèle théorique – appelé depuis le « modèle de Lee » – plus facile à manier mathématiquement, Lee réussit à mener à bien de façon beaucoup plus générale et convaincante le programme de renormalisation, c’est-à-dire estimer correctement une observable malgré les intégrales apparemment divergentes qui apparaissent dans les calculs.

La réussite la plus spectaculaire de Lee est la découverte de la violation de la symétrie de parité (ou symétrie miroir) par les interactions nucléaires faibles. En 1956, les physiciens étaient en butte à une énigme surgie du dépouillement des données fournies par l'accélérateur de particules du laboratoire national de Brookhaven, près de New York : deux particules (appelées alors τ et θ) avaient des masses identiques et étaient sensibles de la même façon aux interactions nucléaires, mais se désintégraient tout à fait différemment. Lee et Yang eurent l’audace de proposer qu'elles n'étaient qu'une seule particule – maintenant notée K⁰ – mais[...]