DALITZ RICHARD (1925-2006)

Physicien britannique. Né le 28 février 1925 dans la petite ville de Dimboola à 300 kilomètres de Melbourne (Australie), le théoricien britannique Richard Dalitz a contribué de multiples façons aux progrès de la physique des particules élémentaires.

Après des études en mathématiques et en physique à l'université de Melbourne, il obtient en 1946 une bourse pour aller en Grande-Bretagne préparer une thèse au Trinity College de l'université de Cambridge. Mais, après deux ans d'étude, il doit, pour subvenir aux besoins de sa famille, accepter pendant un an une charge d'assistant à l'université de Bristol. Il y côtoie les physiciens qui traquent les nouvelles particules élémentaires dans les rayons cosmiques, ce qui provoque un changement déterminant de ses orientations de recherche. En 1949, Rudolf Peierls (1907-1995) lui offre de terminer à l'université de Birmingham son doctorat sur le calcul des transitions entre différents états de l'atome d'oxygène.

Juste après avoir soutenu sa thèse, Dalitz publie deux articles qui lui valent une notoriété immédiate et durable dans la communauté des physiciens des particules. Dans le premier, en 1951, il étudie la désintégration du méson K⁰ en un photon, un électron et un positon. Ces deux dernières particules sont visualisées comme une paire de traces caractéristiques dans les émulsions, appelée depuis « paire de Dalitz ». Dans le second article, paru en 1953, il analyse les réactions dans lesquelles un méson se désintègre en trois corps et introduit une représentation graphique bidimensionnelle au sein de laquelle chaque événement est figuré par un point dans un triangle, la position de chaque point dépendant des énergies emportées par chacune des trois particules. Ce « diagramme de Dalitz » permet de mettre à jour les mécanismes physiques sous-jacents. Dalitz montre ainsi que les désintégrations en trois corps du méson K imposent qu'il porte un nombre quantique de parité négative. Or une particule de même masse était connue avec une parité positive. Cette énigme ne fut résolue qu'en 1956 par la découverte de la violation de la symétrie de parité par les interactions faibles, responsables des désintégrations de ce méson K. La représentation en diagramme de Dalitz se révèle exceptionnellement commode et son usage est courant depuis plus de cinquante ans dans l'analyse des collisions ou des désintégrations de particules.

En 1956, Dalitz est nommé professeur à l'institut Enrico Fermi de Chicago. Il y travaille en particulier sur le sujet des hypernoyaux (noyaux dans des états nucléaires excités et éphémères, dont la durée de vie est de l'ordre du dixième de microseconde) contenant une particule « étrange » à la place d'un proton. Produits lors de collisions de mésons K sur des noyaux, ces objets « étranges » permettent d'étudier de façon précise les interactions faibles dans le milieu nucléaire. Ce sujet retiendra son attention pendant de nombreuses années.

En 1963, Dalitz rejoint Rudolf Peierls qui vient d'être nommé professeur à Oxford, où il développe un groupe de théoriciens en étroit contact avec les expérimentateurs. Lorsque les régularités des spectres de particules suggèrent à Murray Gell-Mann l'existence d'une symétrie fondamentale symbolisée par la notion de « quarks », l'Américain ne présente pas ces objets comme des particules réelles. Dalitz, en revanche, malgré des difficultés conceptuelles considérables, propose de modéliser leurs interactions et d'étudier leurs états liés, dans le cadre strict de la physique atomique. C'est la naissance du « modèle non relativiste des quarks » qui explique de façon remarquable un grand nombre de caractéristiques des mésons et des baryons. Ce succès reste une énigme, tant les hypothèses[...]