SCHWARTZ MELVIN (1932-2006)

Physicien américain, Prix Nobel de physique en 1988. Né le 2 novembre 1932 dans le quartier du Bronx à New York, Schwartz suit les cours du Bronx High School of Science, lycée exceptionnel par ses ambitions et sa fréquentation, d'où sont issus sept Prix Nobel de physique. Le jeune Melvin croise dans les couloirs de son école Leon N. Cooper (né en 1930), Sheldon L. Glashow (né en 1932) et Steven Weinberg (né en 1933). Il fait toutes ses études universitaires à l'université Columbia de New York, jusqu'à sa thèse de doctorat soutenue en 1958. Chercheur au laboratoire national de Brookhaven, dans l'île de Long Island près de New York, il enseigne à Columbia à partir de 1958 et y gravit rapidement les échelons universitaires en effectuant une recherche de pointe dans le domaine de la physique expérimentale auprès des accélérateurs de particules. Il quitte la côte est en 1966 et devient professeur à l'université Stanford en Californie. La réussite scientifique de Schwartz y est moins exceptionnelle que pendant son séjour à New York, mais on peut citer sa contribution déterminante à la première observation (1976) d'un atome artificiel constitué d'un muon et d'un méson π liés par l'interaction coulombienne.

En 1970, Schwartz fonde dans la Silicon Valley, voisine de Stanford, la compagnie Digital Pathways spécialisée dans les équipements informatiques permettant le travail en réseau de façon sécurisée. Il quitte Stanford en 1983 pour se consacrer à plein temps à cette compagnie. En 1991, le directeur du laboratoire national de Brookhaven Nicholas Samios l'incite à revenir dans le milieu de la recherche fondamentale, comme professeur à Columbia et directeur adjoint du laboratoire de Brookhaven. Jusqu'en 1997, il y supervise la construction des quatre imposants ensembles de détection du grand collisionneur d'ions lourds (R.H.I.C., Relativistic Heavy Ion Collider) qui entre en opération en 2000.

La contribution scientifique la plus importante de Schwartz date de ses premières années d'enseignement à l'université Columbia. La compréhension des interactions faibles n'est alors guère satisfaisante. Certes, les expériences de Clyde L. Cowan (1919-1974) et Frederick Reines (1918-1998) ont mis en évidence en 1956 l'existence du neutrino, particule élusive prédite vingt-six ans plus tôt par Wolfgang Pauli (1900-1958), et les mesures de désintégration bêta de divers noyaux atomiques se sont multipliées. Mais le contraste avec l'étude des interactions nucléaires fortes est frappant, puisque les accélérateurs de protons, toujours plus performants, fournissent aux physiciens une moisson de données pertinentes, par la mesure des taux et des caractéristiques détaillées de diverses réactions de diffusion ou de production de particules. L'apport décisif de Melvin Schwartz est alors de concevoir une technique originale de production d'un faisceau de neutrinos. Pour mesurer la difficulté, il faut avoir en mémoire qu'on accélère et qu'on focalise habituellement un faisceau de particules (des protons ou des électrons) à l'aide d'intenses champs électromagnétiques créés souvent par de puissants aimants. Or les neutrinos – dépourvus de charge électrique – ne réagissent nullement à ces champs. De plus, les neutrinos interagissent très peu avec la matière et il importe donc que le faisceau en contienne un nombre considérable pour que la probabilité d'observer une interaction n'impose pas des durées d'expériences irréalistes. Schwartz propose en février 1960 d'accélérer des protons et de les précipiter sur une cible afin que, des multiples collisions ainsi provoquées, naissent des mésons π qui se désintègrent spontanément en neutrinos accompagnés d'électrons ou de muons. Un bouclier métallique (de 13 m d'épaisseur[...]