GIAUQUE WILLIAM FRANCIS (1895-1982)

Physico-chimiste américain né à Niagara Falls (Canada), mort à Berkeley (Californie). William Francis Giauque soutient en 1922 sa thèse de doctorat à l'université de Berkeley, où il effectuera toute sa carrière scientifique : il y est nommé assistant en 1922, professeur la même année, et y prend sa retraite en 1962. Théoricien de talent et excellent expérimentateur, Giauque va appliquer avec succès ses résultats théoriques concernant l'entropie à basses températures à l'obtention pratique de ces basses températures. Avant lui, on avait obtenu des abaissements de température par évaporation de gaz liquéfiés, par exemple l'azote ou l'hélium (à 1 K avec ce dernier). En 1924, Giauque calcule l'effet d'un champ magnétique sur l'entropie d'un sel paramagnétique, le sulfate de gadolinium, refroidi à la température de l'hélium liquide. Il montre que la désaimantation adiabatique de ce sel dans ces conditions entraîne une diminution de la température provoquée par l'augmentation de l'entropie du système ; il met ainsi au point un nouveau moyen de s'approcher du zéro absolu (0 K, soit — 273,15 ⁰C). Mais c'est seulement en 1933 que Giauque pourra réaliser l'expérience correspondante ; il obtient alors des températures de 0,53 K puis de 0,004 K.

C'est par une approche de thermodynamique statistique et de mécanique quantique qu'en 1929 Giauque découvre l'existence de trois isotopes de l'oxygène, à partir de la présence dans le spectre d'absorption de ce gaz de raies de faible intensité dont ses premiers calculs, qui ne prenaient en compte que l'existence de ¹⁶O, ne rendaient pas compte. En partant de l'hypothèse de l'existence des isotopes ¹⁷O et ¹⁸O, Giauque peut montrer que les raies de faible intensité correspondent aux molécules ¹⁶O—¹⁷O et ¹⁶O—¹⁸O. L'existence des trois isotopes de l'oxygène conduisit en 1961 a remplacer pour le calcul des masses atomiques la référence O =1 6 par ¹²C = 12. Giauque a reçu en 1949 le prix Nobel de chimie.

— Georges BRAM