Otto Hahn : Le chimiste qui a divisé l'atome et l'a regretté

« Nous arrivons de plus en plus à la terrible conclusion que nos isotopes de Ra ne se comportent pas comme le Ra, mais comme le Ba », écrivait Otto Hahn à son ancienne partenaire exilée Lise Meitner le 19 décembre 1938, incapable de croire à sa propre chimie minutieuse. « Peut-être peux-tu trouver une explication fantastique. » Elle le put. L'uranium se divisait en deux. Hahn passerait le reste de sa vie en tant que découvreur de la fission nucléaire, seul lauréat du prix Nobel pour cela, et — de plus en plus, publiquement — l'un de ses plus virulents opposants.

Le flair pour les nouveaux éléments

Né à Francfort en 1879 dans une famille de vitriers prospères, Hahn a défié le souhait de son père qu'il étudie l'architecture et s'est tourné vers la chimie, menant ses premières expériences dans la buanderie familiale. Après un doctorat à Marbourg en 1901, un séjour postdoctoral sous la direction de William Ramsay à l'University College de Londres en 1904 a produit sa première véritable découverte : le radiothorium, fabriqué par hasard en manipulant des sels de radium. Ramsay l'a envoyé au laboratoire d'Ernest Rutherford à McGill, où Rutherford a fait remarquer que « Hahn a un flair spécial pour découvrir de nouveaux éléments » — un compliment que Hahn justifierait à maintes reprises, isolant le radioactinium, le mésothorium et l'ionium au cours des années suivantes, travaillant parfois dans un atelier de menuiserie reconverti à Berlin équipé d'électroscopes qu'il avait construits à partir de boîtes de café.

Trente ans avec Lise Meitner

En 1907, Hahn a entamé un partenariat scientifique avec la physicienne autrichienne Lise Meitner qui durerait trois décennies et remodèlerait la radiochimie. Meitner, interdite d'accès au bâtiment principal de l'université en tant que femme, a travaillé pendant un certain temps par une entrée séparée et dans un atelier de menuiserie reconverti. Ensemble, les deux ont découvert le recul radioactif et, en 1918, ont isolé le protactinium, le chaînon manquant longtemps recherché entre le thorium et l'uranium dans le tableau périodique — travail pour lequel Max Planck les a nominés à plusieurs reprises pour le prix Nobel tout au long des années 1920 sans succès. Hahn a également identifié l'isomérie nucléaire en 1921, décrivant un casse-tête inexpliqué que Carl Friedrich von Weizsäcker ne résoudrait théoriquement qu'en 1936. Au cours des années 1920 et 1930, il est devenu, par consensus quasi universel, le père de la discipline de la radiochimie, publiant le manuel de référence Applied Radiochemistry et formant une génération de chimistes nucléaires.

Fission

Après la découverte du neutron par James Chadwick en 1932 et les expériences d'Enrico Fermi bombardant l'uranium avec des neutrons, Hahn, Meitner et le chimiste Fritz Strassmann ont passé des années à poursuivre ce qu'ils croyaient être de nouveaux éléments transuraniens produits par le bombardement — des atomes plus lourds que l'uranium avec des demi-vies déconcertantes et incohérentes. En mars 1938, l'Anschluss a dépouillé Meitner de sa citoyenneté autrichienne et l'a forcée à fuir en Suède avec presque rien ; Hahn a glissé une bague en diamant héritée de sa mère dans sa main alors qu'elle partait. Les deux ont continué à correspondre. En décembre 1938, Hahn et Strassmann ont découvert que leurs produits prétendument lourds se comportaient chimiquement exactement comme le baryum — un élément beaucoup plus léger représentant environ la moitié de la masse de l'uranium. Hahn, un chimiste prudent mal à l'aise à l'idée de tirer des conclusions physiques révolutionnaires, a envoyé les données à Meitner plutôt que la théorie. En marchant dans la neige près de Kungälv avec son neveu Otto Frisch pendant les vacances de Noël, Meitner a élaboré la physique : le noyau d'uranium ne perdait pas de petits fragments mais se divisait approximativement en deux, libérant une énergie énorme prédite par l'équivalence masse-énergie d'Einstein. Frisch a emprunté le mot « fission » à la biologie pour le décrire. L'article de janvier 1939 de Hahn et Strassmann rapportant la « Uranspaltung » — la fission de l'uranium — et prédisant les neutrons supplémentaires qui pourraient soutenir une réaction en chaîne, a ouvert l'ère nucléaire en quelques mois, alors que le laboratoire de Frédéric Joliot à Paris confirmait la possibilité de la réaction en chaîne en mars.

Guerre, Farm Hall et un prix retardé

Enrôlé dans des unités de guerre chimique pendant la Première Guerre mondiale sous Fritz Haber, Hahn a survécu aux tests de gaz toxiques et, plus tard, pendant la Seconde Guerre mondiale, a travaillé sur le programme nucléaire allemand au point mort tout en intervenant discrètement pour protéger ses collègues juifs et partiellement juifs de la persécution. Capturé par une équipe de la mission Alsos alliée en avril 1945, il a été interné avec neuf autres physiciens allemands à Farm Hall en Angleterre, leurs conversations étant secrètement enregistrées. C'est là, en écoutant la BBC rapporter le bombardement d'Hiroshima en août 1945, que Hahn — dévasté selon le récit de ses propres collègues — a appris ce que sa découverte avait rendu possible ; il a déclaré plus tard qu'il était heureux que le programme allemand n'ait pas réussi à construire une bombe en premier. Trois mois plus tard, il a appris, encore une fois par un journal britannique plutôt que par un avis officiel, qu'il avait remporté le prix Nobel de chimie 1944, décerné pour une année que l'Académie suédoise avait retenue alors que les Allemands étaient interdits d'accepter les honneurs Nobel en vertu de la loi nazie. Il n'a pas pu se rendre à Stockholm pour le recevoir avant décembre 1946, et il a donné une part de l'argent du prix à Strassmann, qui avait effectué un travail chimique essentiel mais n'avait reçu aucun crédit formel — une décision largement interprétée depuis comme une tentative de corriger, de manière modeste, une récompense que de nombreux historiens et scientifiques estiment qu'elle aurait dû aller également à Meitner.

Reconstruction de la science allemande, puis renonciation à la bombe

À partir de 1946, Hahn a dirigé la reconstruction d'après-guerre de la science allemande, d'abord en tant que dernier président de la société Kaiser Wilhelm entachée, puis en tant que président fondateur de son successeur, la société Max Planck, un rôle qu'il a occupé jusqu'en 1960 et qu'il a utilisé pour multiplier par quatre environ le financement de la recherche allemande. Parallèlement, il est devenu un militant franc contre les armes nucléaires, qualifiant leur utilisation de « mauvaise utilisation, voire de crime » de la physique qu'il avait aidé à découvrir. Il a organisé la Déclaration de Mainau en 1955, dans laquelle des dizaines de lauréats du prix Nobel ont mis en garde contre la guerre nucléaire, et en 1957, il a co-écrit le Manifeste de Göttingen, dans lequel dix-huit éminents scientifiques allemands ont publiquement refusé d'aider à armer l'armée de l'Allemagne de l'Ouest avec des armes nucléaires — une position qui l'a mis face à face avec le ministère de la Défense du chancelier Konrad Adenauer.

Pourquoi Otto est qualifié de génie

La réputation de Hahn repose sur un type de génie inhabituel : non pas une brillance théorique, mais un instinct presque inégalé pour la découverte pratique, soutenu sur six décennies et des dizaines de nouveaux isotopes. La remarque de Rutherford selon laquelle il avait « un flair spécial » pour trouver de nouveaux éléments n'était pas tant une flatterie qu'une évaluation professionnelle précise — Hahn continuait à trouver ce que les autres manquaient, du radiothorium en 1905 à la fission elle-même en 1938, en utilisant une séparation chimique minutieuse plutôt qu'une prédiction mathématique.

Le contre-argument honnête est au cœur de son histoire, pas accessoire. La physique qui expliquait ce que Hahn avait trouvé — pourquoi l'uranium se divisait et ce qui le rendait possible — provenait de Lise Meitner et Otto Frisch, travaillant en exil, quelques jours après que Hahn leur ait envoyé ses résultats déconcertants. Hahn lui-même, de son propre aveu, ne pouvait pas tirer cette conclusion ; il avait besoin d'elle. Que le prix Nobel de fission soit allé à Hahn seul, alors que Meitner et Strassmann n'ont pas été reconnus, est aujourd'hui largement considéré par les historiens des sciences comme l'une des injustices Nobel les plus claires du XXe siècle — un cas où la convention institutionnelle, et non une comptabilité équitable de qui a fait la réflexion essentielle, a décidé qui était qualifié de génie.

Héritage

Hahn est décédé en 1968, après avoir passé ses dernières décennies à essayer de s'assurer que sa découverte serve la médecine et l'énergie plutôt que les armes — une ambition seulement partiellement réalisée. L'élément 105, le hahnium, a brièvement porté son nom lors de différends sur la nomenclature américaine avant d'être fixé sous le nom de dubnium ; la médaille de la paix Otto Hahn et le navire de recherche et les instituts allemands qui portent son nom marquent encore une vie passée, comme il l'a dit lui-même, à essayer de répondre de ce que la fission nucléaire avait déclenché.