DEBYE PETER JOSEPH WILLEM (1884-1966)

Contributions à la théorie des quanta

Dans les premières années du siècle, Debye considéra que les vues d'Einstein étaient propres à développer les conséquences physiques du postulat quantique que Max Planck avait introduit en 1900. Mais, alors qu'Albert Einstein proposait, en 1909, de modifier la théorie classique de l'électrodynamique afin de surmonter des contradictions gênantes dans la doctrine de Planck, Debye prit, en 1910, un parti opposé en suggérant une restriction du postulat quantique ; il suivit cependant Einstein quand il rechercha une base physique à l'appui des conceptions quantiques et quand il tenta d'appliquer le point de vue quantique à la théorie moléculaire des chaleurs spécifiques. Einstein avait démontré en 1907 que la variation de la chaleur spécifique des solides en fonction de la température pouvait recevoir une interprétation quantique ; Debye prouva en 1912 que cette conception devait être corrigée : il considéra que tout solide produit un spectre continu de vibrations, interrompu pour une fréquence maximale caractéristique, alors qu'Einstein avait supposé que tous les atomes d'un solide vibrent à la même fréquence.

L'intérêt que Debye portait à la dispersion des rayons X apparaît dans l'idée qu'il eut, en 1923, indépendamment de A. H. Compton, de la théorie selon laquelle les phénomènes de dispersion s'expliqueraient en admettant qu'un quantum X perd de l'énergie par collision avec un électron. L'hypothèse de la nature corpusculaire et quantique de la lumière fut suivie en 1924 d'une nouvelle perspective ouverte par L. de Broglie, selon qui l'identité quantique des corpuscules et des ondes peut être appliquée à la matière elle-même. Cela conduisit E. Schrödinger à développer sa théorie de la mécanique ondulatoire, dans laquelle les idées de Debye de 1909 sur les groupes d'ondes en optique fournissent le lien entre la mécanique ondulatoire et la mécanique des particules.

S'il n'a pas été aussi décisif que dans d'autres champs de ses recherches, le rôle de Debye dans le développement de la théorie quantique n'en a pas moins été considérable.