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L’affaire des rayons N : l’une des plus grandes bavures scientifiques de l’histoire
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Professeur, INSA Lyon – Université de Lyon Profil – The Conversation
Comment des scientifiques de renom ont-ils pu être convaincus d'observer un phénomène inexistant ? L'affaire des rayons N, au tout début du XXᵉ siècle, constitue l'une des plus célèbres illusions collectives de l'histoire de la physique, mais rappelle aussi que la force de la science réside dans sa capacité à remettre en question ses résultats.
Il faut le croire pour le voir : voilà ce qui a conduit des scientifiques renommés à percevoir des rayons émis qui finalement n'existaient pas. L'affaire des rayons N illustre l'un des plus grands égarements collectifs de l'histoire de la physique.
En 1903, le professeur Blondlot, scientifique de premier plan, professeur à l'université de Nancy, membre de l'Académie des sciences reconnu pour son travail expérimental, publie une série d’articles dans les Comptes rendus de l'Académie des sciences sur la mise en évidence des rayons N (pour Nancy). Cette annonce s'inscrit dans une course à la découverte de nouveaux types de rayonnement. En 1895, les rayons X ont été mis en évidence par le physicien allemand Whilelm Röntgen (qui sera récompensé par le prix Nobel de physique) et en 1896, Becquerel découvre la radioactivité qui sera étudiée et comprise par Pierre et Marie Curie. Ces trois découvreurs se verront attribuer le prix Nobel de physique en 1903.
Prosper René Blondlot (1849-1930). Auteur inconnu/Wikipedia, CC BY
Ces fameux rayons N seraient émis lors d'une décharge d'une lampe électrique utilisant un bâtonnet céramique incandescent au lieu d'un filament métallique. Cette lampe développée par Walther Nernst est un dispositif innovant à cette époque. Blondlot affirmait que, lorsque les rayons N issus de la lampe atteignaient un écran faiblement éclairé, celui-ci devenait légèrement plus brillant. Cette variation était extrêmement subtile, proche du seuil de perception visuelle, et nécessitait un observateur expérimenté. Blondlot pensait ainsi pouvoir suivre la propagation, la réfraction et la diffraction de ces rayons, en s'inspirant des méthodes de l'optique classique.
En optique, lorsque l'on veut étudier un rayonnement complexe, on le décompose à l'aide d'un prisme. Par exemple, quand la lumière blanche passe au travers d'un prisme en verre, elle se décompose en une multitude de couleurs (longueurs d'onde) visibles. C'est la superposition de cet ensemble qui donne la lumière blanche.
Dans le cas des rayonnements observés par le Pr. Blondlot, l'étude des rayons N nécessite un prisme en aluminium que l'on place sur le trajet entre la lampe et l'observateur. Au début du XXe siècle, les scientifiques n'avaient pas encore à leur disposition des capteurs perfectionnés. Leur meilleur détecteur était... leur œil et cela nécessitait de travailler dans une quasi-obscurité. À cette époque, il s'agissait d'une pratique tout à fait acceptable. Néanmoins, pour répondre aux critiques de ce protocole à la suite de la publication des premiers résultats, des plaques photographiques ont ensuite été utilisées pour capter les rayons N.