Les courants électriques alignés sur le champ magnétique qui circulent dans l'atmosphère polaire de la Terre portent désormais le nom de l'homme qui a émis l'hypothèse de leur existence pour la première fois grâce à une simulation en laboratoire. Kristian Birkeland, physicien et astronome, a consacré sa carrière à élucider la mécanique de l'aurore boréale, une quête qui l'a obligé à inventer des technologies industrielles entièrement nouvelles pour obtenir le financement de recherche nécessaire.
Physique aurorale et modèles expérimentaux
Birkeland a mené des recherches approfondies sur les données de champs magnétiques lors d'expéditions dans les régions de hautes latitudes de la Norvège entre 1899 et 1900. En utilisant des chambres à vide et une terrella — une sphère magnétisée représentant la Terre —, il a modélisé l'interaction entre les faisceaux d'électrons et les pôles géomagnétiques. Il a conclu que les électrons émis par le soleil étaient guidés vers les régions polaires pour produire la lumière aurorale, une théorie aujourd'hui confirmée comme l'explication moderne de ces phénomènes. Sa publication de 1908 détaillait le système de courants alignés sur le champ magnétique qui sont aujourd'hui reconnus mondialement sous le nom de courants de Birkeland.
Innovation industrielle et financement
Pour financer ses travaux scientifiques, Birkeland s'est tourné vers l'invention commerciale. Il a d'abord développé un canon électromagnétique, mais l'appareil n'a pas atteint les vitesses prévues. Un tournant s'est produit après une rencontre avec l'ingénieur Sam Eyde, conduisant à la création du procédé Birkeland-Eyde pour la fixation de l'azote. Cette technologie, mise en œuvre par la création de l'entreprise Norsk Hydro, a fourni la stabilité financière requise pour ses intérêts académiques. Bien que le procédé ait fini par être supplanté par les méthodes de Haber et d'Ostwald, il s'est avéré économiquement vital pour la Norvège à l'époque.
Héritage scientifique et controverses
Les théories de Birkeland ont fait face à une résistance importante de la part des géophysiciens traditionnels, notamment Sydney Chapman, qui soutenait que les courants ne pouvaient pas traverser le vide. Son travail est resté un point de discorde pendant des décennies, jusqu'à ce que les données de magnétomètres spatiaux du satellite 1963-38C confirment l'existence de ces courants en 1967. Au-delà de ses travaux sur l'aurore, Birkeland a publié en 1913 des théories concernant l'ubiquité du plasma dans l'espace, suggérant que l'univers était rempli d'ions électriques et de corpuscules bien avant que de tels concepts ne soient largement acceptés.
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Né en 1867 à Christiania, Birkeland était le fils de Reinart et Ingeborg Birkeland. Il a épousé Ida Charlotte Hammer en 1905, bien que le couple ait divorcé en 1911. Vers la fin de sa vie, il a souffert d'une grave paranoïa exacerbée par l'utilisation de barbital. Lors d'une visite à l'Université de Tokyo en 1917, il est mort à l'hôtel Seiyoken. Un examen post-mortem a déterminé qu'il avait ingéré 10 grammes de barbital, une dose bien supérieure aux 0,5 grammes recommandés.
En bref
- Né : 1867, Christiania - Décédé : 15 juin 1917, Tokyo - Profession : Physicien et professeur - Distinction notable : Commandeur de l'Ordre de Saint-Olaf - Prix : Prix d'excellence Fridtjof Nansen (1908) - Appartenance : Académie norvégienne des sciences et des lettres - Lieu de sépulture : Vestre gravlund - Nominations au prix Nobel : 7
Questions posées par les lecteurs
### Pourquoi les théories de Birkeland étaient-elles controversées ?
Les scientifiques traditionnels, menés par Sydney Chapman, soutenaient que les courants électriques ne pouvaient pas voyager à travers le vide de l'espace, rejetant l'hypothèse de Birkeland comme une théorie marginale.
### Comment Birkeland a-t-il financé ses recherches ?
Il a financé ses expéditions scientifiques grâce au développement d'inventions industrielles, notamment le procédé Birkeland-Eyde pour la fixation de l'azote et la création de Norsk Hydro.
