WEINBERG STEVEN (1933-2021)

Né le 3 mai 1933 à New York, dans une famille d’immigrants juifs – son père était sténographe judiciaire –, Steven Weinberg, se révèle un élève brillant. Il fait ses études au lycée scientifique du Bronx, un établissement public très compétitif fondé en 1938 dans le quartier du même nom, à New York, et dont sept anciens élèves ont reçu un prix Nobel en physique. Il commence ses études supérieures à l'université Cornell (dans l'État de New York) puis passe une année à l’Institut Niels-Bohr de Copenhague au Danemark. Il rejoint l’université de Princeton (New Jersey) pour des études doctorales sous la direction du physicien théoricien Sam Treiman (1925-1999) et soutient en 1957, toujours à Princeton, sa thèse sur les effets de l'interaction forte dans les processus dominés par l'interaction faible. Chercheur à l'université de Californie à Berkeley de 1959 à 1966, il s'intéresse à de multiples problèmes en théorie quantique des champs, en physique des particules et en astrophysique. Il enseigne ensuite au Massachusetts Institute of Technology (MIT) puis à Harvard, où il est nommé professeur en 1973 et contribue de façon décisive à la compréhension moderne des interactions fondamentales. Il rejoint l'université du Texas à Austin en 1982, son épouse y ayant obtenu un poste de professeur en droit. Il y fonde un groupe de physique théorique orienté vers la théorie des supercordes et la gravitation. Il concentre alors ses recherches sur des problèmes théoriques liés à la cosmologie.

L'unification des forces fondamentales a sous-tendu les efforts des physiciens modernes depuis Newton – pour la gravitation ou « attraction universelle » – en passant bien sûr par James Maxwell (1831-1879) – pour la lumière et l’électromagnétisme. Einstein, après avoir uni l'espace et le temps, tenta – mais en vain – d'englober en une seule théorie gravitation et électromagnétisme. La découverte, au début du xx^e siècle, des deux forces nucléaires – appelées interactions faible et forte – donna un nouvel élan à ces tentatives. En 1967, Weinberg et le physicien pakistanais Abdus Salam (1926-1996) proposèrent, indépendamment, que l'électromagnétisme et l'interaction nucléaire faible soient issus d'une même interaction dite « électrofaible », dont une des symétries fondamentales (appelée symétrie de jauge) est brisée de façon particulière : l’état fondamental ne respecte pas cette symétrie alors que les interactions la respectent. Selon cette théorie, les particules transmettant les interactions sont d’une part un triplet de bosons massifs (notés W^+, W^– et Z⁰) et d’autre part le photon.

Quelques années plus tard, des expériences au Cern de Genève apportaient les premières confirmations de la pertinence du modèle de Weinberg-Salam, par la découverte de la nouvelle facette des interactions faibles prédite par cette théorie, à savoir celle qui est exprimée par l'échange du boson Z⁰. Le prix Nobel de physique 1979 – partagé avec l'Américain Sheldon Lee Glashow (né en 1932), pour l'importance de ses travaux de précurseur – récompensa les deux auteurs de ce qu'on appelle maintenant le « modèle standard » des interactions électrofaibles. La production des bosons W et Z⁰ dans les collisions proton-antiproton en 1983, puis l'analyse fine de leurs caractéristiques grâce au collisionneur électron-positon (LEP) du Cern à partir de 1989 permirent de vérifier les prédictions de cette théorie avec une grande précision. La découverte du boson de Higgs en 2012 par les physiciens exploitant le grand collisionneur de hadrons (LHC) du Cern paracheva la vérification expérimentale de la pertinence de cette description des interactions électrofaibles.

Les travaux de Weinberg sur les « théories des champs[...]