Hahn, Otto
(1879-1968)


Ce chimico-physicien allemand, né le 8 mars 1879 à Francfort-sur-le-Main, a fait ses études supérieures à Marbourg et à Munich. Il prépare une thèse en chimie organique sous la direction du professeur Zincke, et obtient le grade de docteur en 1901. Durant deux ans, il occupe un poste d'assistant à l'Institut de Chimie de Marbourg. Puis, de 1904 à 1905, il travaille, à Londres, dans le laboratoire de Sir W. Ramsay; c'est là qu'il découvre le radiothorium. L'année suivante, il part pour le Canada où, sous la direction de Rutherford, il travaille à l'Institut de Physique de l'Université McGill de Montréal, et il isole le radioactinium. Revenu à Berlin en 1907, il commence des recherches à l'Institut de Chimie, et découvre, en collaboration avec Lise Meitner, le protactinium, premier élément d'une chaîne complexe de divers isotopes de l'actinium. Nommé professeur à l'Institut Kaiser Wilhelm en 1914, il s'en voit confier la direction en 1928. Ses principales découvertes sont alors la fission de l'uranium, la détection du mésothorium I et II, et celle de l'uranium Il.

Avec Lise Meitner et un jeune chercheur nommé Friedrich Strassmann, Hahn entreprend en 1936 l'étude des "éléments transuraniens" décrits par Fermi. Ayant bombardé de l'uranium avec des neutrons, ce demier avait remarqué sur le compteur de Geiger quatre périodes différentes; il en avait conclu qu'il y avait quatre nouveaux éléments radioactifs, deux isotopes de l'uranium plus lourds que lui, et deux éléments de numéros atomiques 93 et 94, qu'il avait nommés transuraniens (1934). L'équipe de Berlin, reprenant ces travaux, est surprise d'observer cinq périodes, correspondant à des éléments qu'elle place à la suite de l'uranium dans le tableau de Mendéléiev: l'éka-rhénium et l'éka-osmium, déjà connus, et trois autres, qu'elle baptise éka-iridium, éka-platine et éka-or.

Cette abondance de transuraniens surprit les savants, qui se demandaient comment la simple addition d'un neutron au noyau d'uranium pouvait engendrer cinq éléments nouveaux, accompagnés chacun d'un rayonnement 8. En 1937 la chercheuse allemande Noddack suggéra qu'au lieu d'une simple addition de neutron, il s'agissait plut6t d'une véritable explosion du noyau. Irène Joliot-Curie et Paul Savitch frolèrent de près cette découverte, mais n'osèrent pas aller jusqu'au bout de leur raisonnement. Irène Joliot-Curie avait pourtant signalé que l'un de ces transuraniens ressemblait beaucoup au lanthane, connu depuis longtemps. Otto Hahri, intrigué par cette formation supposée de lanthane, voulut en vérifier l'hypothèse. Il entreprit avec Strassmann l'identification chimique de ces mystérieux transuraniens, et tous deux constatèrent en effet qu'ils étaient en présence de lanthane et de baryum obtenus par la réaction nucléaire de l'uranium avec un neutron. La fission des noyaux lourds venait d'être découverte. Il restait à en donner l'explication théorique. Dès la publication des travaux de Hahn et de Strassmann, au début de janvier 1939, dans la revue Naturwissenschaften, le monde des savants fut en émoi, et trois équipes s'empressèrent de reprendre, de vérifier et d'interpréter ces résultats : celle de Joliot-Curie, à Paris; celle de Lise Meitner et de son neveu Frisch, à Copenhague; enfin celle de l'Université Columbia, dirigée par Dunning Pegram et conseillée par Fermi, à New York.

Il est difficile de savoir laquelle de ces trois équipes fut la première à comprendre le mécanisme de la ïission. En se fondant sur la date des publications, on trouve que le premier écrit en la matière est une lettre de Frisch à la revue Nature, en date du 16 janvier 1939, mais parue seulement le 18 février; la note de Frédéric Joliot-Curie aux Comptes rendus porte la date du 30 janvier, celle des Américains parut le 15 février dans Physical Review. La première photographie matérialisant la fission de l'atome d'uranium fut publiée le 20 février par l'équipe de Joliot-Curie. Les points de vue des trois groupes de chercheurs sur ce problème semblent très proches, et peuvent se résumer de la façon suivante: un noyau d'uranium se brise en deux fragments, qui sont par exemple le xénon (numéro atomique 54) et le strontium (noyau à 38 charges); ni l'un ni l'autre n'étant stable, ils se désintègrent jusqu'à aboutir à un noyau équilibré. Le xénon se transmute en césium, puis en baryum et en lanthane; le strontium se transforme successivement en yttrium et en zirconium. De plus une certaine quantité de matière disparaît en libérant une énorme énergie. On connaît la suite.

Le nombre des publications dans ce domaine allait augmenter de façon spectaculaire. Il y eut 29 articles publiés entre la pseudo-découverte des transuraniens par Fermi en 1934 et la fin de l'année 1938. Or, du ler janvier 1939 à la fin du printemps de la même année, on en compte presque autant, dont le plus important est sans doute celui de H. von Halban, Frédéric Joliot-Curie et L. Kowarski, publié dans la revue Nature le 18 mars: dans leur communication du 10 février 1939, Hahn et Strassmann avaient émis l'hypothèse que, durant la fission de l'uranium, des neutrons pouvaient également être libérés; or c'est ce que démontrait expérimentalement l'équipe parisienne, qui expliquait qu'à chaque fission correspondait une libération de deux ou trois neutrons. Aussit6t plusieurs atomistes pensèrent à la possibilité d'une réaction en chaîne, parmi lesquels Otto Hahn et Frédéric Joliot-Curie.

Toutes ces publications étaient envoyées à des revues spécialisées. Mais le premier article concemant le grand public parut dans le New York Times au mois de mars; en France, c'est Le Petit Parisien qui en avril 1939 informa ses lecteurs de la découverte qui allait bouleverser la physique et la technologie à partir de 1945. Durant la guerre, Hahn poursuivit ses recherches à l'Institut Kaiser Wilhelm, essayant de démêler la complexité des réactions de fission, et découvrant de nouvelles réactions nucléaires. En 1945, selon ce qu'il a affirmé par la suite, on connaissait à l'Institut Kaiser Wilhelm 25 éléments différents dont le numéro atomique était compris entre 35 et 59, et provenant de réactions de fission; et une centaine d'atomes actifs, les "pseudo-transuraniens" de Fermi.

Les résultats des travaux de Hahn, qui avaient donné le départ à toute l'épopée atomique, n'eurent presque aucun retentissement en Allemagne, comme il semble bien l'avoir lui-même souhaité. Ni Hitler, ni son Etat-Major, ni les autres savants ne se rendirent compte de leur importance; persuadés en effet d'une victoire rapide, les pouvoirs publics ne voulaient pas engager de gros investissement dans une arme qui, selon le "Club de l'Uranium" (regroupant une demi-douzaine de physiciens allemands) ne devait être opérationnelle qu'en 1947.

En 1946, Otto Hahn a été élu président de la Société des Sciences Kaiser Wilhelm pour les trois zones d'occupation occidentales. Il a été membre de plusieurs Académies allemandes et étrangères. Il devait décéder le 28 juillet 1968, à GOttingen, en Allemagne Fédérale.