VELTMAN MARTINUS (1931-2021)

Martinus Veltman est un physicien néerlandais, prix Nobel de physique en 1999 pour ses travaux ayant permis de comprendre les interactions électrofaibles dans le cadre des théories quantiques des champs.

Martinus Veltman, quatrième d’une famille de six enfants, naît le 27 juin 1931 à Waalwijk, une petite ville du sud des Pays-Bas proche de Bois-le-Duc. Son père est directeur de l’école élémentaire locale. Lycéen très moyen, il se passionne pour la radioélectricité qu’il découvre chez un plombier où il passe de nombreuses soirées et pour qui il travaille durant les vacances. Il devient ainsi le réparateur occasionnel, et généralement bénévole, des postes radio de ses voisins. Grâce à l’intervention de son professeur de physique et malgré son médiocre parcours scolaire, ses parents parviennent à l’inscrire en 1948 à l’université d’Utrecht à laquelle il se rendra quotidiennement par un trajet de quatre-vingt-dix minutes en train. Après trois années passées sans enthousiasme à suivre un cursus qu’il jugera décevant, il s’installe à Utrecht et survit de petits travaux comme la dactylographie de notes de cours en menant une joyeuse vie assez instable.

En 1955, on lui offre un poste d’assistant à l’université d’Amsterdam tandis qu’il termine son master of science à l’université d’Utrecht. Après deux années de service militaire, il commence des études doctorales sous la direction du théoricien belge Leon van Hove (1924-1990) puis soutient sa thèse de doctorat en 1963 sur la façon de décrire des particules instables dans le cadre de la théorie quantique des champs. Il passe ensuite quelques années au Cern de Genève où il dirige la division théorique.

Dès 1963, Veltman invente une méthode de calcul par ordinateur des amplitudes de diffusion prédites par l’électrodynamique quantique, amplitudes qui permettent de prédire les probabilités des divers processus pouvant advenir, par exemple lors des collisions d’électrons et de photons, ce qui impose la mise au point d’un programme capable d’effectuer des manipulations symboliques sur des expressions mathématiques et de réaliser des calculs algébriques. Ce logiciel, appelé Schoonschip (littéralement « faire un grand nettoyage sur un navire ») est le précurseur de nombreux logiciels commerciaux (tels que Maple ou Mathematica) que les chercheurs emploient dans divers contextes. Implanté sur un ordinateur IBM en décembre 1963, puis sur les machines CDC à partir de 1966, Schoonschip sera utilisé avec succès par des théoriciens de la physique des particules avant d’être dépassé par des logiciels plus performants, souvent développés dans un but lucratif par des sociétés privées.

En 1966, Veltman est nommé professeur à l’université d’Utrecht. Il y dirige au début des années 1970 la thèse de Gerhard ‘t Hooft (né en 1946), avec lequel il partagera le prix Nobel de physique en 1999. En 1971, tous deux parviennent à généraliser aux théories quantiques décrivant les interactions nucléaires le programme de renormalisation mis au point en 1948 par Richard Feynman, Julian Schwinger et Sin-Itiro Tomonaga pour l’électrodynamique. Ce résultat donne au modèle standard des particules élémentaires le statut d'une théorie mathématiquement cohérente. Pour vaincre les difficultés inhérentes au calcul extraordinairement complexe des amplitudes de diffusion élémentaires qui s’expriment sous la forme de sommes d’intégrales multiples souvent divergentes, les deux chercheurs inventent en particulier une nouvelle façon de les calculer en considérant le nombre de dimensions de l’espace-temps comme une variable continue à laquelle on n’attribue sa vraie valeur (c’est-à-dire 4) qu’à la toute fin des calculs. Cinquante ans plus tard, cette méthode est encore utilisée par pratiquement tous les théoriciens de physique des particules.

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