Wilhelm Röntgen : La lueur qui n'aurait pas dû être là

Le 8 novembre 1895, dans une pièce sombre de l'Université de Wurtzbourg, un professeur de physique de cinquante ans remarque une faible lueur sur un petit écran fluorescent à une certaine distance d'un tube à décharge qu'il avait complètement enveloppé dans du carton opaque. Rien n'était censé l'atteindre. Sept semaines plus tard, il avait photographié les os de la main vivante de sa femme, et en quelques mois, les médecins sur quatre continents regardaient à l'intérieur de leurs patients. C'est sans doute le voyage le plus rapide de la curiosité de laboratoire à la pratique clinique dans l'histoire de la science.

Un enfant unique entre deux pays

Wilhelm Conrad Röntgen est né le 27 mars 1845 à Lennep, dans la province de Rhénanie prussienne en Allemagne, enfant unique d'un marchand de tissus. À l'âge de trois ans, la famille déménage à Apeldoorn aux Pays-Bas, où il est envoyé en pensionnat. Il montre très tôt une aptitude pour la mécanique et un amour de toujours pour le plein air, qui ne l'ont jamais quitté.

Expulsé pour le dessin de quelqu'un d'autre

En 1862, il est renvoyé de l'école technique d'Utrecht, accusé à tort d'avoir réalisé une caricature de l'un des professeurs. C'est une injustice aux conséquences réelles : sans certificat, la voie habituelle vers une université allemande lui est fermée.

Il contourne le problème. Il entre à l'Université d'Utrecht en 1865, puis réussit les examens d'entrée de l'École polytechnique de Zurich, où il étudie le génie mécanique et suit les enseignements de Rudolf Clausius et August Kundt. Il obtient son doctorat à Zurich en 1869 et devient l'assistant de Kundt, le suivant à Wurtzbourg puis à Strasbourg — l'apprentissage classique de la physique allemande du XIXe siècle, qui fait de lui un expérimentateur.

Le long apprentissage

Ce qui suit est une carrière de compétence constante et peu glamour. Il enseigne à Strasbourg à partir de 1874, obtient un poste de professeur à l'académie d'agriculture de Hohenheim en 1875, revient à Strasbourg comme professeur de physique en 1876, déménage à Giessen en 1879, et obtient en 1888 la chaire à Wurtzbourg, où il est élu recteur en 1893. Il vit avec sa famille dans un appartement de sept pièces au 8 Röntgenring et enseigne l'ensemble de la physique expérimentale, cinq heures par semaine, à une classe qui passe d'une centaine à cent quatre-vingt-cinq étudiants.

Ses travaux publiés au cours de ces décennies sont vastes et modestes : chaleurs massiques des gaz, conduction thermique dans les cristaux, propriétés électriques du quartz, influence de la pression sur les indices de réfraction des fluides, effets électromagnétiques dans la lumière polarisée, étalement de films d'huile sur l'eau. Rien n'annonçait ce qui allait suivre.

8 novembre 1895

Il étudie les rayons cathodiques — les flux produits lorsqu'une haute tension est déchargée à travers un tube presque vide — un sujet alors étudié dans les laboratoires de toute l'Europe. Röntgen enferme le tube pour qu'aucune lumière visible ne puisse s'échapper, obscurcit le laboratoire, et observe qu'un écran recouvert de platinocyanure de baryum devient fluorescent malgré tout.

Un rayonnement invisible traversait le carton. Il ne sait pas ce que c'est, et il le dit dans le nom : X-Strahlen, rayons X, le symbole algébrique de l'inconnu. Puis, plutôt que de se précipiter pour publier, il s'enferme pendant sept semaines et caractérise méthodiquement les nouveaux rayons — ce qu'ils traversent, ce qui les arrête, ce qu'ils font à une plaque photographique.

La main

Le 22 décembre 1895, il réalise l'image qui change tout : une radiographie de la main de sa femme, Anna Bertha Ludwig, montrant les os à l'intérieur et l'alliance à son doigt. C'est le premier röntgenogramme, et il est instantanément et universellement lisible d'une manière qu'aucun résultat scientifique n'avait jamais été.

Son article préliminaire, Ueber eine neue Art von Strahlen — « À propos d'une nouvelle sorte de rayons » — est lu devant la Société physico-médicale de Wurtzbourg le 28 décembre 1895 et publié presque aussitôt dans les actes de la société, dans le dernier numéro de l'année. Lors d'une démonstration le 23 janvier 1896, l'anatomiste Albert von Kölliker propose depuis la chaire que les rayons soient nommés d'après leur découvreur ; la salle éclate en ce qu'un compte-rendu consigne comme allgemeinen Jubelruf (acclamations générales).

Le premier des Nobel

En 1901, Röntgen reçoit le tout premier prix Nobel de physique, « en reconnaissance des services extraordinaires qu'il a rendus par la découverte des rayons remarquables qui portent désormais son nom ». De nature timide, il refuse de prononcer un discours Nobel.

Il avait épousé Anna Bertha Ludwig de Zurich en 1872 ; en 1887, le couple adopte sa nièce Josephine. Ses contemporains le décrivent comme étonnamment modeste et réservé, le plus heureux lorsqu'il fait de l'alpinisme. En 1900, il occupe la chaire de physique à Munich, où il reste pour le reste de sa vie. Il y meurt le 10 février 1923 d'un carcinome intestinal.

Pourquoi Wilhelm est qualifié de génie

Le cas ne repose pas sur une puissance théorique, et il est d'autant plus intéressant. Des tubes à rayons cathodiques fonctionnaient dans des dizaines de laboratoires européens dans les années 1890, et plusieurs physiciens avaient presque certainement déjà généré des rayons X sans remarquer que quelque chose d'inhabituel s'était produit. Le don de Röntgen était le plus difficile à nommer : une attention si disciplinée qu'une faible lueur dans la mauvaise partie d'une pièce sombre était enregistrée comme un fait exigeant une explication plutôt que comme une nuisance à ignorer.

Ce qui suit est la véritable preuve. Il n'a pas annoncé ; il a travaillé seul pendant sept semaines et a produit un premier article si solidement fondé qu'il n'a eu besoin d'aucune correction. Le verdict institutionnel est arrivé rapidement et fut sans équivoque — le premier prix Nobel de physique jamais décerné, et une salle de scientifiques applaudissant la proposition de mettre son nom sur le phénomène.

Le contre-argument est simple et il l'aurait probablement approuvé pour l'essentiel. Il a découvert les rayons ; il ne les a pas expliqués, et le X dans le nom est un aveu. Établir leur nature en tant que rayonnement électromagnétique à courte longueur d'onde fut l'œuvre d'autres physiciens au cours des années suivantes. Ses trente années de recherche préalable — gaz, cristaux, quartz, films d'huile — étaient des travaux de second rang compétents qui n'ont laissé aucune trace. Il y a un élément irréductible de chance dans l'histoire, et Röntgen n'a jamais prétendu le contraire. Il n'a fondé aucune école, n'a laissé aucun cadre théorique, et était si réservé qu'il n'a même pas donné de conférence Nobel. La question de savoir si cela fait de lui un génie, ou l'auteur de l'acte d'observation le plus conséquent de la science moderne, est légitime.

Héritage

Les rayons X ont donné à la médecine sa première vision de l'intérieur vivant du corps, et ont donné à la physique l'outil qui révélerait plus tard la structure des cristaux et de la matière elle-même. Une découverte faite dans une pièce sombre en sept semaines par un homme soigneux est toujours, chaque jour, dans chaque hôpital de la terre.