Robert C. Richardson, physicien qui a passé la majeure partie de sa carrière à l’Université Cornell, est décédé à Ithaca, New York, le 19 février 2013. Né à Washington, D.C., le 26 juin 1937, Richardson est surtout connu pour avoir partagé le prix Nobel de physique 1996. Il a remporté le prix aux côtés de ses collègues Douglas Osheroff et David Lee. Leur reconnaissance est venue de la découverte de la superfluidité dans l’hélium-3 (3He).
Richardson a obtenu son doctorat. en physique de l’Université Duke à Durham, Caroline du Nord, en 1966. Il a rejoint la faculté de l’Université Cornell l’année suivante, en 1967. En 1990, il était directeur du laboratoire de physique atomique et du solide. Il a occupé ce poste jusqu’en 1996.
La percée a eu lieu en 1972. Richardson et Lee étaient des chercheurs principaux au laboratoire à basse température de Cornell. Ils étudiaient les propriétés de l’isotope hélium-3. Pour ce faire, ils ont refroidi un échantillon à quelques millièmes de degré du zéro absolu, soit -273°C. En surveillant la pression interne de l’échantillon, l’étudiant diplômé Douglas Osheroff a remarqué quelque chose d’étrange.
La pression présentait de petits sauts inattendus.
“Lorsqu’un liquide devient superfluide, ses atomes perdent leur caractère aléatoire et peuvent s’écouler de manière coordonnée.”
L’équipe a finalement compris ce que signifiaient les sauts. L’hélium-3 avait subi une transition de phase vers un état de superfluidité. Dans cet état, le liquide se comporte comme un miracle de la mécanique quantique. Les atomes arrêtent de bouger de manière aléatoire. Ils commencent à circuler de manière coordonnée.
Les liquides normaux ont une friction interne. Ce n’est pas le cas de l’hélium-3 superfluide. Il coule sans résistance. Ce n’est pas seulement une curiosité. C’est une fenêtre sur le monde quantique.
Pourquoi est-ce important en dehors d’un laboratoire ? Parce que l’hélium-3 superfluide permet aux scientifiques d’étudier directement les effets de la mécanique quantique. Auparavant, ces effets ne pouvaient être observés qu’indirectement dans des particules invisibles comme les molécules, les atomes et les particules subatomiques. Ici, ils apparaissent dans un système macroscopique. Vous pouvez le voir. Vous pouvez le mesurer. Il rend visible l’invisible.
Les travaux de Richardson ont changé notre façon de comprendre la matière aux températures extrêmes. Cela reste une pierre angulaire de la physique des basses températures.
