La chimie au féminin

Cinquante ans après Émilie du Châtelet, en Angleterre, une autre figure féminine de la science émerge dans un domaine encore plus inattendu, l'astronomie observationnelle. Et son cas est remarquable parce qu'elle est, à notre connaissance, la première femme au monde à avoir reçu un salaire officiel pour son travail scientifique, payé directement par le roi d'Angleterre. Elle s'appelle Caroline Herschel.

Caroline naît en mille sept cent cinquante à Hanovre, en Allemagne. Famille de musiciens. Son frère aîné, William Herschel, est un musicien doué, et son père encourage le garçon à étudier. Caroline, elle, est destinée par sa mère à devenir une bonne épouse, ce qui dans le contexte signifie peu d'instruction et beaucoup de travaux domestiques. Pire, à dix ans, Caroline contracte le typhus, qui ralentit sa croissance. Elle restera petite, environ un mètre trente à l'âge adulte, ce qui dans les conventions du temps réduit ses chances de mariage. Sa mère décide qu'elle ferait au mieux une bonne servante de la maison familiale. Caroline aurait sans doute fini ainsi, sans une intervention décisive de son frère.

William Herschel s'établit à Bath, en Angleterre, comme musicien professionnel, organiste et professeur de musique. Il fait venir Caroline en mille sept cent soixante-douze, à vingt-deux ans, pour qu'elle l'aide dans son travail. Elle devient sa gouvernante, mais aussi sa partenaire artistique. Elle prend des leçons de chant, et devient une cantatrice respectée localement. Elle aurait pu, là encore, finir sa vie en chanteuse honorable de province.

Mais William se passionne, en parallèle de la musique, pour l'astronomie. Et bientôt l'astronomie prend toute la place. Il fabrique lui-même ses télescopes, avec une qualité de polissage qui surpasse tout ce qui se fait en Europe. Caroline, naturellement, l'assiste. Elle moule les miroirs, elle polit, elle aide aux observations nocturnes. Elle apprend les mathématiques de l'astronomie par nécessité, parce que pour calculer les positions d'étoiles ou les trajectoires de comètes, il faut savoir manier la trigonométrie sphérique.

En mille sept cent quatre-vingt-un, William fait l'une des découvertes astronomiques les plus importantes du siècle : il identifie la planète Uranus, septième planète du système solaire. Cette découverte le rend célèbre dans toute l'Europe. Le roi Georges Trois, lui-même hanovrien comme les Herschel, le nomme astronome royal et lui octroie une pension. William abandonne la musique et se consacre entièrement à l'astronomie. Caroline le suit.

Elle devient son assistante à temps plein. Elle enregistre ses observations, elle fait les calculs, elle tient les catalogues. Et elle commence, dans les moments libres, à observer elle-même, avec un petit télescope que William lui a fabriqué. C'est là que Caroline se révèle.

Entre mille sept cent quatre-vingt-six et mille sept cent quatre-vingt-dix-sept, Caroline découvre huit comètes, dont la première à la pointe de son seul télescope, en août mille sept cent quatre-vingt-six. Plusieurs de ces comètes portent encore aujourd'hui son nom, comme la comète 35P/Herschel-Rigollet, qu'elle a redécouverte en mille sept cent quatre-vingt-huit. Pour une astronome, à n'importe quelle époque, huit comètes c'est un palmarès remarquable. Pour une femme à la fin du dix-huitième siècle, c'est inouï.

Le roi Georges Trois, mis au courant par William, prend une décision qui à elle seule rend Caroline historique. Il décide de lui verser un salaire officiel comme assistante de William, salaire payé par la couronne. Cinquante livres par an, à partir de mille sept cent quatre-vingt-sept. Cette somme est modeste, mais le principe est révolutionnaire. Pour la première fois dans l'histoire connue, une femme est rémunérée par l'État pour un travail scientifique, et reconnue comme telle dans les registres royaux. Caroline Herschel devient ainsi la première femme professionnelle de la science payée comme telle.

Elle continue à observer pendant des décennies. Elle rédige aussi, à elle seule, un travail colossal de réorganisation du catalogue d'étoiles de Flamsteed, l'un des grands catalogues astronomiques de l'époque, qui contenait de nombreuses erreurs et omissions. Caroline compile, vérifie, corrige, et produit un index qui devient un outil de référence pour les astronomes du siècle suivant. La Royal Astronomical Society lui décerne, en mille huit cent vingt-huit, sa médaille d'or, distinction rarissime à l'époque, et qu'aucune autre femme ne recevra pendant cent ans.

À la mort de William en mille huit cent vingt-deux, Caroline, déjà âgée, rentre à Hanovre. Elle y continue son travail de catalogage, en collaboration avec son neveu John Herschel, fils de William, qui poursuit la dynastie astronomique familiale. Elle meurt en mille huit cent quarante-huit, à quatre-vingt-dix-sept ans, avec tous les honneurs.

Ce que cette histoire dit, en plus du parcours individuel de Caroline, c'est la nature ambivalente du modèle dans lequel s'inscrit son ascension. Caroline n'aurait jamais été astronome sans son frère William. Sans lui, elle serait restée servante à Hanovre, ou chanteuse de Bath. C'est l'ombre fraternelle qui l'a portée. Ce schéma se répétera souvent dans l'histoire des femmes en science, jusqu'au vingtième siècle. Les femmes accèdent à la recherche par le compagnonnage d'un homme, mari, père, frère. Marie Curie sera, soixante-dix ans après Caroline, partenaire de Pierre. Lise Meitner sera collaboratrice d'Otto Hahn. Irène Joliot-Curie sera la fille de Marie. Le passage par un homme, dans l'institution scientifique du dix-neuvième et du début du vingtième siècle, est presque obligatoire.

Mais Caroline a fait quelque chose que peu d'épouses ou de sœurs de savants ont fait. Elle a obtenu, par son propre travail observationnel, une reconnaissance individuelle. Huit comètes portent son nom seul. Une médaille d'or de la Royal Astronomical Society lui revient à elle. Un salaire royal lui est versé à elle. Elle n'est plus seulement la sœur, elle est aussi, à sa place propre, l'astronome.

La prochaine note descend du ciel vers la terre, et fait connaissance d'une autre figure britannique du début du dix-neuvième siècle, qui n'avait ni l'argent ni le frère célèbre, mais qui a marqué la paléontologie autant qu'on peut le faire. Elle s'appelle Mary Anning, et elle ramassait des fossiles sur la côte du Dorset pour gagner sa vie.

L'effet de serre, c'est-à-dire la propriété qu'ont certains gaz de l'atmosphère, notamment le dioxyde de carbone, de retenir la chaleur solaire et de réchauffer la surface de la Terre, est aujourd'hui au centre de toutes les préoccupations climatiques. Et l'on attribue généralement la découverte de ce phénomène à l'Irlandais John Tyndall, qui publia en mille huit cent cinquante-neuf des mesures précises sur l'absorption infrarouge des gaz atmosphériques. Or trois ans plus tôt, en mille huit cent cinquante-six, aux États-Unis, une scientifique amateure, Eunice Newton Foote, avait fait essentiellement la même découverte par des moyens beaucoup plus simples, et avait publié ses résultats. Pendant cent cinquante ans, l'histoire des sciences a oublié son nom.

Eunice Newton naît en mille huit cent dix-neuf, dans l'État de New York, dans une famille fermière de la classe moyenne supérieure. Elle est élevée dans une atmosphère intellectuellement libérale. Elle étudie à l'Institut Troy Female Seminary, fondé en mille huit cent quatorze par Emma Willard, l'une des premières écoles supérieures pour femmes aux États-Unis. Au Troy Seminary, Eunice reçoit une formation scientifique correcte, ce qui est rarissime pour une jeune femme américaine de cette époque. Elle étudie ensuite la chimie et la philosophie naturelle au Rensselaer School, à Troy également, sous la direction d'Amos Eaton, professeur progressiste qui accepte les femmes dans ses cours.

Elle épouse en mille huit cent quarante-et-un Elisha Foote, juge et inventeur. Le couple a des activités intellectuelles intenses. Eunice est, en plus de ses recherches scientifiques, une militante engagée pour les droits des femmes. Elle est signataire, en mille huit cent quarante-huit, de la Déclaration de Seneca Falls, l'un des actes fondateurs du féminisme américain. Elle fait partie des cinq femmes du comité de rédaction.

Dans ses recherches scientifiques, Eunice travaille principalement chez elle, sans poste universitaire, avec un équipement modeste. Vers le milieu des années mille huit cent cinquante, elle se pose une question simple. Si l'on enferme différents gaz dans des cylindres de verre transparent, et qu'on les expose au soleil, est-ce que tous les gaz s'échauffent de la même manière ? Question d'une grande naïveté apparente, mais qui n'avait, à sa connaissance, jamais été testée systématiquement.

Elle bâtit un dispositif rudimentaire. Deux cylindres de verre identiques, équipés chacun d'un thermomètre. Elle remplit l'un avec de l'air ordinaire, l'autre avec un gaz particulier qu'elle souhaite étudier : du dioxyde de carbone, ou de l'hydrogène, ou de la vapeur d'eau. Elle place les deux cylindres au soleil et compare les températures atteintes.

Les résultats la surprennent. Le cylindre contenant le dioxyde de carbone s'échauffe nettement plus que celui contenant de l'air ordinaire. Et la vapeur d'eau aussi, dans une moindre mesure. Le dioxyde de carbone, exposé au soleil, atteint des températures sensiblement plus élevées que les autres gaz testés. Une fois retiré du soleil, ce gaz met aussi plus de temps à refroidir.

Eunice rédige un court article qui présente ces résultats. Elle conclut, avec une grande lucidité, que si une atmosphère contenait plus de dioxyde de carbone, elle s'échaufferait davantage sous l'action du soleil. C'est, en deux phrases, l'énoncé du principe de base de l'effet de serre lié au gaz carbonique. En mille huit cent cinquante-six. Trois ans avant Tyndall.

Son article est présenté à l'American Association for the Advancement of Science, lors de la réunion annuelle d'août mille huit cent cinquante-six à Albany. Mais Eunice, en tant que femme, n'est pas autorisée à le lire elle-même. C'est son ami Joseph Henry, un physicien éminent qui dirige alors la Smithsonian Institution, qui lit le mémoire à sa place devant l'assemblée. La note paraît ensuite dans une revue scientifique américaine, l'American Journal of Science and Arts, en novembre mille huit cent cinquante-six. La publication est faite. La date est claire. La priorité scientifique est établie.

Trois ans plus tard, en mille huit cent cinquante-neuf, John Tyndall, à Londres, publie ses propres expériences sur l'absorption infrarouge des gaz atmosphériques. Ses mesures sont plus sophistiquées qu'Eunice : il utilise un spectroscope infrarouge sensible et une source de chaleur contrôlée, et il établit avec précision les coefficients d'absorption de différents gaz. Il propose, lui aussi, que les variations de gaz à effet de serre pourraient causer des changements climatiques. Sa publication est en anglais, dans une revue britannique de premier plan, et elle est lue dans toute l'Europe.

À partir de ce moment, l'histoire scientifique se met à attribuer la découverte à Tyndall. Eunice Foote est tout simplement oubliée. Aucune mention d'elle dans les références aux décennies suivantes. Aucune citation dans les manuels de climatologie. Aucune entrée dans les histoires de la physique. Elle a publié, mais c'est comme si elle n'avait pas publié.

Il faut attendre deux mille onze pour qu'un géologue américain, Raymond Sorenson, en cherchant à comprendre l'histoire ancienne de la climatologie, retrouve l'article d'Eunice et publie une note pour signaler son existence. À partir de là, peu à peu, la communauté scientifique commence à reconnaître la priorité d'Eunice Foote. Des articles paraissent, des conférences sont données, des podcasts sont enregistrés. En deux mille dix-huit, une plaque commémorative est posée à Seneca Falls, sa ville. En deux mille vingt, la BBC consacre un documentaire à sa redécouverte.

L'oubli d'Eunice Foote a duré cent cinquante-cinq ans. Sa réhabilitation est récente, et elle continue. Il y a encore des manuels de physique climatique qui attribuent à Tyndall seul la découverte de l'effet de serre. Le rééquilibrage prendra encore des années.

Ce que cette histoire dit, et qu'on va voir se répéter à plusieurs reprises dans cette saison, c'est un mécanisme caractéristique. Une femme fait une découverte. Elle publie. Mais sa publication paraît dans des revues plus modestes, ou avec moins de visibilité, ou avec une médiation qui la met à distance, comme dans le cas d'Eunice où c'est un homme qui lit son mémoire à sa place. Quelques années plus tard, un homme refait la même découverte, indépendamment ou non, dans un cadre plus visible. La communauté retient son nom à lui. L'antériorité de la femme s'efface des manuels. Le terme académique pour ce mécanisme existe : on l'appelle l'effet Matilda, par référence à Matilda Joslyn Gage, suffragette américaine qui dénonça ce schéma dès mille huit cent soixante-dix. Eunice Foote est l'un des cas les plus nets de l'effet Matilda dans l'histoire récente des sciences.

La prochaine note revient en Angleterre, à la frontière du dix-neuvième et du vingtième siècle, et raconte une autre découverte importante restée longtemps masquée par celle de son maître célèbre. C'est Harriet Brooks, élève d'Ernest Rutherford, et l'une des pionnières de la radiochimie nord-américaine.

Voici l'une des histoires les plus tragiques de cette saison. Stefanie Horovitz fut l'une des chimistes les plus précises de son temps, contribua à la démonstration expérimentale d'un concept fondamental de la physique atomique, et fut assassinée dans les camps nazis en mille neuf cent quarante-deux, à cinquante-cinq ans. Son nom est presque entièrement absent des manuels de chimie. Cette note tente de le restituer.

Stefanie naît en mille huit cent quatre-vingt-sept à Varsovie, dans une famille juive polonaise cultivée. Son frère, Wladyslaw Horowitz, deviendra un physicien d'importance. Sa cousine, Lala Horovitz, est l'épouse du grand pianiste juif polonais Vladimir Horowitz. Stefanie elle-même reçoit une éducation soignée, plus libre que celle de la plupart des jeunes filles de son temps. La Pologne est à l'époque sous domination russe, et l'accès à l'université lui est, comme à Marie Sklodowska une génération plus tôt, fermé en raison de son sexe.

Elle quitte donc la Pologne pour Vienne, où l'université accepte des femmes depuis quelques années. Elle s'inscrit en chimie. Elle obtient son doctorat à Vienne en mille neuf cent quatorze, à vingt-sept ans, avec une thèse sur la chimie analytique des terres rares, sous la direction de Guido Goldschmiedt. Elle a déjà un nom dans le petit monde des chimistes viennois.

À cette époque, l'un des sujets les plus brûlants de la chimie est celui des isotopes. Le concept vient juste d'être proposé, en mille neuf cent treize, par Frederick Soddy, le collaborateur de Rutherford. L'idée est révolutionnaire : il existe, pour un même élément chimique, des variétés dont les atomes ont la même charge nucléaire mais des masses différentes. Le plomb, en particulier, qu'on trouve à la fin de différentes chaînes de désintégration radioactive, devrait exister sous plusieurs formes isotopiques. Le plomb qui descend de l'uranium n'a pas la même masse que le plomb qui descend du thorium. Mais c'est une prédiction théorique. Personne, en mille neuf cent treize, n'a réussi à le démontrer expérimentalement, parce qu'il faudrait isoler du plomb extrait de différents minerais et mesurer les masses atomiques avec une précision telle qu'on puisse détecter les écarts attendus, qui sont de l'ordre de quelques dixièmes pour cent.

C'est exactement le travail que confient Otto Hönigschmid à Stefanie Horovitz, à l'Institut du radium de Vienne. Hönigschmid est l'un des plus grands experts mondiaux de la chimie analytique de précision. Il travaille au seuil de ce que la chimie classique peut mesurer. Et Stefanie va exécuter le travail.

Elle obtient des échantillons de plomb extrait de différents minerais. Du plomb ordinaire de galène, qui devrait être un mélange isotopique standard. Du plomb extrait d'une pechblende, qui est essentiellement un produit final de la chaîne de désintégration de l'uranium 238 et devrait donc être enrichi en plomb 206. Du plomb extrait d'un minerai de thorium, qui devrait être enrichi en plomb 208. Et elle se met à mesurer leurs masses atomiques avec une précision microscopique.

Sa méthode est la suivante. Elle prépare des composés purs du plomb à partir de chaque échantillon, en l'occurrence du chlorure de plomb. Elle pèse soigneusement ces composés. Elle les fait réagir avec du nitrate d'argent en solution, ce qui précipite tout le chlorure sous forme de chlorure d'argent, qu'elle pèse à son tour. Le rapport des masses lui donne, après calcul, la masse atomique du plomb dans son échantillon. Chaque mesure demande des semaines de travail, parce qu'il faut purifier les réactifs au-delà de toute trace d'impureté, contrôler la température et l'humidité, refaire la mesure plusieurs fois pour vérifier la cohérence.

Ses résultats, publiés en mille neuf cent quatorze, sont éclatants. Le plomb ordinaire a une masse atomique de deux cent sept virgule deux. Le plomb extrait de la pechblende a une masse de deux cent six virgule six, donc plus léger d'environ trois dixièmes. Le plomb extrait du minerai de thorium est plus lourd. Les différences, petites mais nettes, dépassent toutes les marges d'erreur de mesure. C'est la première démonstration expérimentale claire de l'existence des isotopes. Soddy avait prédit, Stefanie Horovitz a prouvé.

La publication paraît, signée Hönigschmid et Horovitz. Stefanie est créditée comme cosignataire, mais c'est Hönigschmid qui est le porteur académique et qui présente le travail dans les congrès. Le grand article de référence sur la démonstration des isotopes du plomb porte les deux noms, mais c'est celui d'Hönigschmid qui est retenu dans les histoires des sciences. Stefanie reste, là encore, dans l'ombre du maître.

Elle continue à travailler à Vienne pendant la guerre, dans des conditions de plus en plus difficiles. Elle rentre à Varsovie en mille neuf cent dix-huit, après la création de la Pologne indépendante. Là, elle change complètement de carrière. Elle abandonne la chimie pour la psychanalyse, qui est alors en plein essor à Varsovie autour des disciples polonais de Freud. Elle devient elle-même psychanalyste, et travaille dans une institution pour enfants en difficulté. Pourquoi ce changement ? On ne sait pas exactement. Probablement une combinaison de plusieurs facteurs : la fin de l'environnement viennois, les difficultés d'une carrière de chimiste en Pologne reconstituée, l'attrait pour la nouvelle discipline psychanalytique. Stefanie a passé les vingt dernières années de sa vie professionnelle dans la psychanalyse, et non plus dans la chimie.

L'horreur arrive en mille neuf cent trente-neuf avec l'invasion allemande de la Pologne. Stefanie, juive, est enfermée dans le ghetto de Varsovie en mille neuf cent quarante. Elle continue à exercer comme psychanalyste dans le ghetto, autant qu'elle le peut. En juillet et août mille neuf cent quarante-deux, les nazis déclenchent ce qu'ils appellent la grande déportation : trois cent mille juifs du ghetto de Varsovie sont envoyés au camp d'extermination de Treblinka. Stefanie Horovitz figure dans l'un de ces convois. Elle est assassinée à Treblinka, sans doute en août mille neuf cent quarante-deux. Aucun document ne reste d'elle. Aucune photo personnelle ne nous est parvenue. Aucune tombe ne porte son nom.

Reste sa mesure des isotopes du plomb. Reste son nom à la fin de l'article de mille neuf cent quatorze. Reste cette donnée, que les chimistes du monde entier utilisent encore aujourd'hui : la masse atomique du plomb varie selon son origine, parce que les isotopes existent. Et reste aussi un fait, longtemps occulté, qui mérite d'être dit : la chimiste qui a fait la mesure expérimentale qui a fondé la chimie des isotopes, et qui a contribué à toute la radiochimie qui en a découlé, a été tuée par les nazis dans le silence indifférent de l'histoire officielle.

La prochaine note raconte une autre figure de la même époque, allemande cette fois, qui a découvert un élément du tableau périodique et qui a, avant tout le monde, postulé la possibilité de la fission nucléaire. Mais qui a, elle aussi, été écartée des grandes publications par les hiérarchies de son temps. Cette femme s'appelle Ida Tacke-Noddack.

Le cas de Lise Meitner est l'un des plus connus, et l'un des plus emblématiques, de l'invisibilisation des femmes en sciences au vingtième siècle. Physicienne autrichienne juive, réfugiée en Suède pour fuir le régime nazi, elle a fourni en mille neuf cent trente-huit, dans une lettre célèbre adressée à son collaborateur Otto Hahn, l'interprétation théorique de la fission nucléaire. C'est elle, avec son neveu Otto Frisch, qui a calculé qu'un noyau d'uranium, en captant un neutron, pouvait se diviser en deux fragments en libérant une énergie colossale. Le Nobel de chimie de mille neuf cent quarante-quatre a récompensé cette découverte. Il a été attribué à Hahn seul. Meitner a été écartée. Cette injustice est devenue, dans la mémoire scientifique, l'un des cas-types du Nobel volé.

Lise Meitner naît en mille huit cent soixante-dix-huit à Vienne, dans une famille juive cultivée. Père avocat, mère pianiste. Elle a sept frères et sœurs. Elle est, comme Marie Curie ou Stefanie Horovitz, l'une des premières femmes à étudier la physique à l'université, après que l'université de Vienne ait, en mille huit cent quatre-vingt-dix-sept, ouvert ses portes aux étudiantes. Elle obtient son doctorat en mille neuf cent six, à vingt-huit ans, avec une thèse sur la conduction thermique dans les solides.

En mille neuf cent sept, elle part à Berlin pour travailler avec Max Planck, l'un des plus grands physiciens du temps. À Berlin, elle rencontre Otto Hahn, jeune chimiste qui travaille sur la radioactivité, et le couple Hahn-Meitner se forme professionnellement. Ils vont collaborer pendant trente ans. Mais leur partenariat est dès le début déséquilibré. Hahn a un laboratoire institutionnel, Meitner n'en a pas. Pendant les premières années, elle n'a même pas le droit d'entrer dans le bâtiment principal du laboratoire de chimie de Berlin, parce que les femmes y sont interdites. Elle travaille dans une ancienne menuiserie aménagée à l'extérieur du bâtiment, séparée de Hahn par un couloir. Elle entre et sort par une porte de service. La ségrégation est explicite. Et elle dure jusqu'à mille neuf cent neuf, quand le règlement universitaire prussien est enfin assoupli pour les femmes.

Meitner et Hahn découvrent ensemble plusieurs éléments radioactifs, dont notamment le protactinium, en mille neuf cent dix-huit, élément quatre-vingt-onze du tableau périodique. La découverte est faite après la Première Guerre mondiale, pendant laquelle Meitner a servi comme infirmière manipulatrice de radiologie, comme Marie Curie et sa fille Irène en France. Elle obtient enfin un poste universitaire stable à Berlin en mille neuf cent vingt-six, comme professeure de physique. Elle est l'une des deux premières femmes professeures de physique d'Allemagne.

L'arrivée des nazis au pouvoir en mille neuf cent trente-trois bouleverse sa vie. Meitner est juive selon les critères raciaux nazis, même si elle a été baptisée protestante par ses parents en mille huit cent quatre-vingt-dix-huit. Initialement, elle est protégée par sa nationalité autrichienne, parce que l'Autriche est encore un pays indépendant. Mais en mars mille neuf cent trente-huit, l'Allemagne annexe l'Autriche. Meitner devient alors citoyenne du Reich, et donc soumise aux lois raciales. Elle est en danger immédiat.

L'évasion se prépare en juillet mille neuf cent trente-huit. Des collègues hollandais, danois et suédois s'organisent secrètement pour la faire sortir d'Allemagne. Elle quitte Berlin en train, le treize juillet, avec un petit bagage et dix marks dans la poche. Elle passe la frontière hollandaise sans encombre grâce à un visa illégalement obtenu, puis gagne la Suède. Elle obtient un poste mal payé à l'Institut Nobel de physique de Stockholm. Elle a soixante ans. Elle laisse derrière elle son laboratoire, ses étudiants, sa carrière, ses livres, et son nom dans les institutions allemandes, qui est désormais effacé.

C'est dans cet exil, en décembre mille neuf cent trente-huit, que se produit la fameuse interprétation de la fission. Hahn lui écrit de Berlin pour lui raconter ses derniers résultats expérimentaux. Avec Fritz Strassmann, il vient d'observer, en bombardant l'uranium avec des neutrons, la formation de baryum. Or le baryum est un élément beaucoup plus léger que l'uranium. Hahn ne sait pas comment interpréter cela. Il écrit à Meitner pour lui demander si elle voit une explication.

Meitner passe les fêtes de Noël à Kungälv, en Suède, avec son neveu Otto Frisch, physicien lui aussi, en exil également. Ils discutent, ils marchent dans la neige, ils griffonnent sur du papier. Et ils trouvent. Le noyau d'uranium, en captant un neutron, devient si déstabilisé qu'il se sépare en deux fragments à peu près égaux, en libérant en chemin plusieurs neutrons et une énergie colossale. L'énergie de cohésion du noyau peut être calculée par la fameuse formule d'Einstein E égale m c carré, et le calcul donne deux cents millions d'électronvolts par fission. Un chiffre énorme, qui dépasse tout ce que la chimie classique pouvait imaginer.

Meitner et Frisch publient ensemble cette interprétation en février mille neuf cent trente-neuf, dans la revue Nature. C'est dans cet article qu'apparaît pour la première fois le mot fission, emprunté par Frisch à la biologie cellulaire. La fission nucléaire est née, conceptuellement, à ce moment-là.

Hahn et Strassmann avaient fait l'observation expérimentale en décembre. Meitner et Frisch ont fourni l'interprétation théorique en janvier. Les deux contributions sont absolument complémentaires. Sans l'expérience de Hahn, Meitner n'aurait rien eu à interpréter. Sans l'interprétation de Meitner, Hahn ne savait pas ce que son expérience signifiait. Le partage du Nobel aurait dû être évident.

Or le prix Nobel de chimie de mille neuf cent quarante-quatre est attribué à Hahn seul, pour la découverte de la fission. Meitner est totalement écartée. Le motif officiel invoqué par le comité Nobel est que la fission est une découverte chimique, et que Meitner est physicienne, et que son rôle a été interprétatif et non expérimental. Ces arguments ne tiennent pas. Le travail théorique de Meitner et Frisch est cité dans tous les articles fondateurs sur la fission. Sans lui, l'expérience de Hahn restait une bizarrerie inexpliquée.

Plusieurs facteurs ont conjugué leurs effets pour écarter Meitner. Le sexisme institutionnel, d'abord, qui a toujours pesé sur sa carrière. La rivalité scientifique entre chimistes et physiciens, ensuite, qui a permis à Hahn de minimiser publiquement le rôle de Meitner pour s'attribuer la découverte entière. Le contexte politique, enfin : Meitner est en exil suédois, juive, marquée par les nazis. Hahn, en Allemagne, est resté dans son laboratoire pendant toute la guerre, et le comité Nobel suédois, à la fin de la guerre, peut avoir voulu honorer un chimiste allemand non compromis politiquement plutôt qu'une physicienne juive en exil. Les motivations exactes ne sont pas claires, mais le résultat est sans appel.

Meitner ne s'est jamais publiquement plainte du Nobel volé. Elle a continué sa carrière à Stockholm jusqu'à sa retraite en mille neuf cent soixante. Elle a refusé après la guerre toute participation aux programmes nucléaires militaires, malgré les offres américaines. Elle disait : on ne doit pas mettre cette bombe entre les mains de l'humanité. Elle est morte à Cambridge en mille neuf cent soixante-huit, à quatre-vingt-neuf ans, dans la résidence de son neveu Otto Frisch.

Son nom a finalement été rendu en mille neuf cent quatre-vingt-quatorze quand l'élément cent neuf du tableau périodique a été baptisé meitnerium en son honneur. La case du tableau a fini par rendre justice à celle que le Nobel avait écartée. Mais le Nobel reste, et c'est Hahn qui en est crédité dans les histoires de la chimie.

La prochaine note quitte la physique nucléaire pour la physique nucléaire théorique justement, et raconte une autre Allemande, qui a fui le régime nazi vers les États-Unis et qui a fini par recevoir, elle, le prix Nobel de physique, en mille neuf cent soixante-trois. Pour un travail théorique sur le noyau atomique. Elle s'appelle Maria Goeppert Mayer.

Dorothy Crowfoot Hodgkin est l'une des trois femmes à avoir reçu le prix Nobel de chimie au vingtième siècle. Elle l'a obtenu en mille neuf cent soixante-quatre, pour ses travaux de cristallographie aux rayons X, qui lui ont permis de déterminer la structure tridimensionnelle de plusieurs molécules biologiques d'une complexité jusque-là inaccessible. La pénicilline, la vitamine B12 et l'insuline lui doivent leur cartographie atomique. Sa carrière est marquée par une obstination méthodique, une endurance physique remarquable malgré une maladie chronique qui l'invalidait depuis ses vingt-quatre ans, et une présence intellectuelle qui a influencé toute la cristallographie britannique du milieu du siècle.

Dorothy Crowfoot naît en mille neuf cent dix au Caire. Son père est archéologue, fonctionnaire dans l'administration britannique d'Égypte, sa mère, elle aussi archéologue, est spécialiste des textiles coptes. Dorothy passe son enfance entre l'Égypte, le Soudan et l'Angleterre. Elle est précoce, passionnée par les cristaux dès l'enfance, fascinée par les minéraux que sa mère lui rapporte de ses voyages. Une anecdote célèbre : à dix ans, elle reproduit chez elle, avec un kit de chimie offert pour son anniversaire, la cristallisation du sulfate d'aluminium et de potassium, et obtient des cristaux d'alun parfaits qui décident de sa vocation.

Elle entre à l'université d'Oxford en mille neuf cent vingt-huit, à dix-huit ans, à Somerville College, l'un des rares collèges qui accueillent les femmes. Elle étudie la chimie, et se spécialise rapidement en cristallographie aux rayons X. À cette époque, la cristallographie est une discipline relativement nouvelle. La diffraction des rayons X par les cristaux a été démontrée en mille neuf cent douze par Max von Laue, et exploitée systématiquement par William et Lawrence Bragg, père et fils, pour déterminer la structure des cristaux. La méthode est d'une élégance théorique remarquable mais d'une exécution pratique infernale. Il faut faire passer un faisceau de rayons X à travers un cristal, photographier le motif de diffraction, et en déduire mathématiquement la position des atomes dans la maille élémentaire. Pour les molécules simples, c'est faisable. Pour les molécules biologiques, qui contiennent des centaines voire des milliers d'atomes, c'est un cauchemar mathématique qui peut prendre des années par molécule.

Dorothy fait sa thèse à Cambridge avec John Desmond Bernal, l'un des pionniers de la cristallographie biologique, entre mille neuf cent trente-deux et mille neuf cent trente-quatre. Elle travaille notamment sur la cristallographie des stérols, dont le cholestérol. C'est à Cambridge qu'elle se découvre, en mille neuf cent trente-quatre, une polyarthrite rhumatoïde grave, qui va déformer ses mains progressivement pendant toute sa vie. Elle continuera à travailler malgré la douleur, manipulant ses instruments avec des doigts de plus en plus crochus. Ses étudiants la verront, dans les décennies suivantes, ajuster des goniomètres avec une dextérité étonnante compte tenu de l'état de ses mains.

Elle revient à Oxford en mille neuf cent trente-quatre comme chercheuse, et y passera l'essentiel de sa carrière. En mille neuf cent trente-sept, elle épouse Thomas Hodgkin, historien et africaniste, et prend son nom. Elle aura trois enfants tout en poursuivant sa carrière scientifique sans interruption, ce qui à l'époque est exceptionnel. Son mari, communiste convaincu et historien marxiste, l'admire et l'encourage. Le couple, atypique pour les années trente, démontre qu'une chercheuse peut concilier mariage, enfants et carrière de pointe, à condition d'avoir un mari qui partage le travail domestique. Dorothy disait souvent : Thomas a été plus important pour ma carrière que la plupart des collègues hommes qui m'ont aidée.

La première grande contribution de Dorothy est la détermination de la structure de la pénicilline, pendant la Seconde Guerre mondiale. La pénicilline, découverte en mille neuf cent vingt-huit par Fleming, n'est devenue un médicament utilisable qu'avec les travaux de Florey et Chain à la fin des années trente. Mais sa structure chimique était inconnue, ce qui empêchait sa synthèse industrielle. Dorothy, à Oxford, obtient des échantillons cristallisés en mille neuf cent quarante-trois. Elle attaque le problème pendant la guerre, avec des moyens limités, dans un climat d'urgence parce que la production de pénicilline est cruciale pour soigner les blessés alliés.

Le travail demande quatre ans. La pénicilline est une molécule de taille moyenne, environ cinquante atomes, mais sa structure contient un cycle bêta-lactame extrêmement tendu qui surprend toute la communauté chimique. Dorothy publie la structure en mille neuf cent quarante-cinq, après la fin de la guerre. C'est l'une des premières structures de molécules biologiques importantes déterminée par cristallographie aux rayons X, et elle ouvre la voie à toute la chimie médicinale moderne.

Vient ensuite la vitamine B12, beaucoup plus difficile. La B12 est une molécule de plus de quatre-vingt-dix atomes, dont un atome de cobalt au centre, qui forme un complexe organométallique complexe. Cette vitamine, identifiée en mille neuf cent quarante-huit comme nécessaire pour prévenir l'anémie pernicieuse, devait être synthétisée pour des raisons thérapeutiques. Mais sa structure restait mystérieuse. Dorothy s'y attaque en mille neuf cent quarante-huit. Le travail prend huit ans. Elle utilise les premiers ordinateurs disponibles à Oxford et à Manchester, qui automatisent une partie des calculs énormes de transformée de Fourier nécessaires à la reconstruction de la densité électronique. La structure complète paraît en mille neuf cent cinquante-six. Pour le coup, l'ampleur du travail est telle que toute la communauté chimique reconnaît immédiatement l'exploit. C'est cette détermination qui vaudra à Dorothy son Nobel de mille neuf cent soixante-quatre.

Puis vient l'insuline, le projet de sa vie. L'insuline avait été isolée par Banting et Best en mille neuf cent vingt et un, et son utilisation thérapeutique avait révolutionné le traitement du diabète. Mais sa structure tridimensionnelle restait inconnue. Dorothy s'y attaque dès le milieu des années trente, en obtenant ses premiers diagrammes de diffraction sur l'insuline en mille neuf cent trente-cinq. Le travail prend trente-quatre ans. Elle publie la structure complète en mille neuf cent soixante-neuf. Trente-quatre années pour une seule molécule.

Cette longueur dit à elle seule la patience qu'exigeait la cristallographie biologique avant l'arrivée des ordinateurs modernes et des méthodes de phasage automatiques. Mais elle dit aussi le caractère de Dorothy, qui ne lâchait jamais un sujet, qui revenait sur les calculs des décennies plus tard avec de nouveaux moyens, qui formait ses étudiants à la même endurance.

Le Nobel de mille neuf cent soixante-quatre est l'aboutissement. Dorothy est la troisième femme seulement à recevoir le Nobel de chimie, après Marie Curie en mille neuf cent onze et Irène Joliot-Curie en mille neuf cent trente-cinq. Le titre du Times de Londres le lendemain résume bien la difficulté qu'avait encore la presse britannique à intégrer cette nouvelle : Une mère de famille britannique gagne le prix Nobel. Le mère de famille avait alors cinquante-quatre ans et dirigeait depuis vingt ans l'un des plus grands laboratoires de cristallographie du monde.

Dorothy poursuit son travail au-delà du Nobel. Elle s'engage politiquement, notamment dans le mouvement Pugwash contre les armes nucléaires, et devient une voix internationale pour la science et la paix. Elle est nommée présidente de Pugwash en mille neuf cent soixante-seize, position qu'elle occupe pendant dix ans. Elle se rend en URSS, en Chine, au Vietnam pour défendre les coopérations scientifiques internationales pendant la guerre froide. Elle entretient une amitié personnelle avec Margaret Thatcher, qui avait été son étudiante à Oxford dans les années quarante, et qui lui rend hommage publiquement à plusieurs reprises malgré leurs différends politiques.

Dorothy Hodgkin meurt en mille neuf cent quatre-vingt-quatorze, à quatre-vingt-quatre ans. Sa carrière reste, dans l'histoire de la chimie du vingtième siècle, l'une des plus complètes et des plus fécondes, hommes ou femmes confondus. Elle a démontré qu'on pouvait, dans les institutions universitaires d'un pays démocratique, mener une carrière de premier plan tout en élevant des enfants, en vivant avec une maladie invalidante, et en s'engageant publiquement pour des causes politiques internationales. Elle a aussi formé toute une génération de cristallographes britanniques, qui ont essaimé dans les laboratoires du monde entier.

La prochaine note s'arrête sur une autre cristallographe, contemporaine de Dorothy mais moins chanceuse, dont les travaux ont permis l'une des plus grandes découvertes de l'histoire de la biologie, et qui n'a pas eu la chance de vivre assez longtemps pour recevoir le Nobel qui lui revenait. Cette femme s'appelle Rosalind Franklin.

L'histoire de Chien-Shiung Wu est l'une des plus nettes de cette saison, et l'une des plus revoltantes. Cette physicienne sino-américaine a réalisé, en mille neuf cent cinquante-six, l'expérience cruciale qui a démontré la violation de la parité dans les interactions faibles, l'une des découvertes les plus importantes de la physique du vingtième siècle. Sans son expérience, l'hypothèse théorique de Tsung-Dao Lee et Chen Ning Yang ne serait pas devenue une vérité physique. Le prix Nobel de physique de mille neuf cent cinquante-sept a été attribué à Lee et Yang, et à eux seuls. Wu a été délibérément écartée. Cette injustice est l'un des cas les plus discutés de l'histoire récente des Nobel, et elle illustre à merveille les biais qui ont longtemps pénalisé les femmes scientifiques, aggravés ici par la dimension ethnique de la situation.

Chien-Shiung Wu naît en mille neuf cent douze à Liuhe, près de Shanghai. Famille progressiste et instruite. Son père a fondé une école de filles en mille neuf cent treize, dans une Chine qui interdit encore l'éducation supérieure aux femmes. Chien-Shiung grandit dans cette école, dont son père est le directeur. Elle est encouragée à étudier, à s'engager, à penser librement. Elle est l'une des premières jeunes femmes chinoises à entrer dans une université nationale chinoise, à Nankin, où elle obtient sa licence en mille neuf cent trente-quatre. Elle enseigne ensuite quelques années dans une université du sud de la Chine, puis décide en mille neuf cent trente-six de partir étudier aux États-Unis.

Elle s'embarque pour San Francisco, prévoyant de rejoindre l'université du Michigan où elle a été admise. Mais en arrivant à Berkeley, en escale, elle apprend que les conditions pour les étudiantes asiatiques au Michigan sont pénibles : les femmes n'ont pas accès aux entrées principales du bâtiment universitaire et doivent passer par une porte de service. Wu décide sur-le-champ de rester à Berkeley, où l'atmosphère est plus libre. Elle s'inscrit à l'université de Californie pour préparer un doctorat de physique. Elle travaille sous la direction d'Ernest Lawrence, l'inventeur du cyclotron, et de Emilio Segrè, qui a peu de temps avant cosigné la découverte du technétium à Palerme. Elle obtient son doctorat en mille neuf cent quarante.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, Wu travaille au projet Manhattan, à l'université Columbia de New York. Elle est l'une des physiciennes les plus respectées du programme, malgré sa nationalité chinoise et son sexe. Elle contribue notamment au développement du processus de séparation de l'uranium 235 par diffusion gazeuse. Après la guerre, elle reste à Columbia, où elle obtient un poste de professeure associée, puis de professeure de plein droit en mille neuf cent cinquante-huit. Elle devient une experte mondialement reconnue de la physique des désintégrations bêta, le type de désintégration nucléaire qui implique les interactions faibles.

Au milieu des années cinquante, un puzzle préoccupe la physique des particules. Deux particules nouvelles, le théta et le tau, se désintègrent en produits différents : le théta donne deux pions, le tau en donne trois. Et les pions n'ont pas la même parité, c'est-à-dire la même symétrie face à un renversement spatial. La règle théorique en vigueur, à laquelle tous les physiciens souscrivaient sans exception, voulait que la parité soit conservée dans toutes les interactions physiques. Or si le théta et le tau étaient des particules différentes, leur très grande similitude par ailleurs était une coïncidence troublante. Si c'étaient la même particule, alors la parité ne serait pas conservée, ce qui contredisait un principe que personne n'osait remettre en cause.

C'est dans ce contexte qu'en mille neuf cent cinquante-six, deux jeunes théoriciens sino-américains, Tsung-Dao Lee de Columbia et Chen Ning Yang de l'Institute for Advanced Study de Princeton, font une hypothèse audacieuse. Et si la parité n'était pas conservée dans les interactions faibles, c'est-à-dire dans les désintégrations bêta et autres processus nucléaires faibles, alors que la conservation resterait valide dans les autres interactions ? Cette hypothèse résoudrait le puzzle théta-tau. Mais elle violait un principe sacré de la physique. Aucun théoricien sérieux n'y avait pensé.

Lee et Yang publient leur hypothèse en juin mille neuf cent cinquante-six. Mais ils n'ont aucune expérience pour la tester. Ils contactent plusieurs expérimentateurs pour leur proposer de faire l'expérience. La plupart refusent, considérant l'hypothèse trop folle pour valoir l'investissement. Wu, elle, accepte.

Elle conçoit une expérience d'une élégance remarquable. Elle prend du cobalt 60, un isotope radioactif qui se désintègre par émission bêta. Elle l'aligne magnétiquement dans une direction définie, à très basse température, autour d'un dixième de degré au-dessus du zéro absolu, ce qui demande des moyens cryogéniques considérables. Et elle mesure la distribution angulaire des électrons émis par la désintégration bêta. Si la parité est conservée, les électrons doivent être émis dans toutes les directions avec une probabilité égale par rapport à l'axe d'alignement. Si la parité n'est pas conservée, les électrons doivent être émis préférentiellement dans une direction par rapport à l'autre.

L'expérience demande six mois de préparation. Wu travaille avec une équipe technique du National Bureau of Standards à Washington, qui dispose des équipements cryogéniques nécessaires. Les premières mesures arrivent en décembre mille neuf cent cinquante-six. Le résultat est sans ambiguïté : les électrons sont émis de manière asymétrique, fortement préférentiellement dans une direction. La parité est violée. Lee et Yang avaient raison.

Wu publie ses résultats en janvier mille neuf cent cinquante-sept dans Physical Review. C'est l'un des articles les plus retentissants de la physique de l'année. La nouvelle déclenche une avalanche d'expériences de vérification dans tous les laboratoires du monde, qui confirment toutes la conclusion de Wu. La parité, principe sacré, n'est pas conservée. La physique est obligée de revoir l'un de ses fondements.

L'attribution du Nobel se fait avec une rapidité exceptionnelle. Dès mille neuf cent cinquante-sept, soit neuf mois seulement après l'expérience de Wu, le Nobel de physique est attribué pour cette découverte. À Lee et Yang. Pas à Wu.

Le motif officiel est que le Nobel récompense la prédiction théorique, qui a précédé l'expérience, et non l'expérience elle-même. C'est un raisonnement qui ne tient pas, parce que l'histoire des Nobel récompense souvent les expérimentateurs, et parfois les expérimentateurs sans les théoriciens. Plus profondément, c'est une décision où plusieurs biais se conjuguent. Wu est une femme, dans une discipline largement masculine. Elle est chinoise, dans un contexte de guerre froide où la Chine populaire est un ennemi officiel des États-Unis. Lee et Yang sont chinois aussi, mais ils représentent l'élite théorique, perçue comme plus prestigieuse que l'expérimentation. Wu est respectée mais reste marginalisée dans la hiérarchie symbolique de la discipline.

Wu n'a jamais publiquement protesté contre cette exclusion. Mais elle a continué sa carrière, et est devenue, dans les décennies suivantes, l'une des physiciennes les plus respectées du monde. Elle est la première femme présidente de l'American Physical Society en mille neuf cent soixante-quinze. Elle reçoit en mille neuf cent soixante-dix-huit la première Wolf Prize de physique. Elle est faite docteur honoris causa par plus de vingt universités. Mais le Nobel reste hors de portée. Lee et Yang restent les seuls lauréats officiels de la violation de la parité.

Wu meurt en mille neuf cent quatre-vingt-dix-sept, à quatre-vingt-quatre ans, à New York. Lee et Yang lui survivent. Yang est encore en vie aujourd'hui, à plus de cent ans, et n'a jamais publiquement réclamé que la mémoire de Wu soit associée à leur Nobel.

Le cas Wu est, avec celui de Meitner, l'un des deux Nobel manqués les plus emblématiques de la physique du vingtième siècle. Il dit quelque chose des biais qui ont longtemps structuré l'attribution des prix les plus prestigieux. Il dit aussi le rôle particulier qu'a joué le sexe dans la définition de qui mérite d'être visible dans l'histoire de la science.

La note finale de cette saison propose un bilan. Qu'est-ce que toutes ces histoires nous disent, ensemble, sur la place des femmes en chimie et en physique ? Pourquoi cette invisibilisation systémique ? Et qu'en est-il aujourd'hui ? Où en sommes-nous, et que reste-t-il à faire ?