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Satyendranath Bose, le physicien indien qui avait prévu le cinquième état de la matière

Raphaël CONFIANT
Satyendranath Bose, le physicien indien qui avait prévu le cinquième état de la matière

   Mettre à jour le cinquième état de la matière comme viennent de le faire les scientifiques embarqués à bord de la Station Spatiale Internationale n'est pas rien.

   Il s'agit même d'un exploit scientifique majeur qui a été noyé dans le bruit et la fureur des manifestations antiracistes, parfaitement justifiées, qui agitent en ce moment une moitié de la planète. En effet, si tout le monde connait trois états de la matière (solide, liquide et gazeux) parce que nous en faisons l'expérience quotidiennement et les scientifiques un quatrième, le plasma, le cinquième demeurait hypothétique au point de n'intéresser qu'une poignée de physiciens théoriciens. Ou plus exactement, à cause de la gravité, il n'avait jusque-là été produit que durant quelques millisecondes, chose qui rendait son étude très difficile. La station spatiale internationale se trouvant en micro-gravité, ce cinquième état de la matière appelé de "Condensat de Bose-Einstein" a pu être observé durant 1 seconde, ce qui est énorme s'agissant des particules quantiques très volatiles et instables.

    Même le site officiel du gouvernement cubain, CUBADEBATE, a salué l'exploit, c'est dire !

    Mais pourquoi ce nom de "Condensat de Bose-Einstein" ? Si tout le monde connaît le nom du génial physicien allemand, père de la Relativité restreinte et de la Relativité générale, mais aussi, on l'oublie trop souvent, de la physique quantique (même s'il refusa de croire aux résultats de ses équations et s'écria "Dieu ne joue pas aux dés !"), personne, hormis en Inde, ne connaît celui Bose. Car Satyendranath Bose est, en effet, né à Calcutta en 1894 et y fait de brillantes études de physique. En 1924, il est maître-assistant à l'Université de Dakha lorsqu'il envoie à Einstein un article intitulé Planck's Law and the Hypothesis of Light Quanta lequel vient d'être refusé par une prestigieuse revue anglaise. Il est vrai que Bose n'a pas de doctorat et n'en passera jamais un ! Einstein est si impressionné qu'il traduit l'article en allemand et le publie dans la plus importante revue de physique allemande, Zeitschrift für Physik. Petite parenthèse pour dire qu'au début du XXe siècle, l'anglais n'occupe pas la place quasi-impérialiste qui est la sienne de nos jours dans les sciences qu'elles soient "dures" ou "molles". Einstein lui-même avait publié ses deux théories (Relativité restreinte, 1905 : Relativité générale, 1915) en allemand et Niels Bohr, considéré comme l'un des pères fondateurs de la physique quantique, publiait dans sa langue...le danois. Autrement dit, les deux théories physiques majeures, élaborées au XXe siècle mais qui gouvernent notre compréhension du monde jusqu'à aujourd'hui, n'ont pas été écrites en anglais !

    Mais revenons à Bose et à l'article envoyé à Einstein pour dire que ce dernier utilisera une hypothèse majeure du physicien indien, trop difficile à comprendre pour le grand public (pour expliquer la loi de Planck décrivant le rayonnement du corps noir à partir des photons précédemment découverts par Einstein, il faut supposer que ces derniers ne suivent pas la statistique Maxwell-Boltzmann, mais une autre que plus tard on nommera statistique Bose-Einstein). Satyendranath Bose se rendra ensuite en Europe où il travaillera durant un an aux côtés de Marie Curie (la seule personne, soit dit en passant, à avoir obtenu deux fois le Prix Nobel) et ensuite à Berlin, aux côtés d'Einstein. Sans doctorat en poche ! Mais mieux : une catégorie de particules élémentaires sera même désignée à partir de son nom : les bosons. Tout un chacun a entendu parler du "boson de Higgs" découvert récemment au CERN car la presse en a largement fait état, donnant d'ailleurs une idée passablement erronée dudit boson, lui aussi très difficile à expliquer au grand public (non, on n'observe pas directement le boson de HIGGS car cette particule se désintègre très rapidement en particules mesurables telles que des photons ou des électrons à partir desquels seront recherchés les signatures des différents processus).

    Bose, l'Indien de Calcutta, donne donc son nom à un particule élémentaire (ou subatomique) : LE BOSON.

    Pour bien prendre la mesure de la chose, il faut savoir qu'une seule autre particule a été nommée à partir du patronyme d'un grand physicien : le fermion du nom du physicien italien Enrico FERMI. En effet, électron, neutron, photon, graviton, quark et tout le bestiaire de ces drôles de créatures qui sont les constituants fondamentaux de la matière ne dérivent pas des grands noms de la discipline : Einstein, Bohr, Dirac, Heisenberg, Shroedinger, Young, Lemaitre etc...Einstein reprendra donc l'idée de Bose et l'étendra aux atomes, prévoyant ainsi l'existence de ce phénomène qu'a observé il y a quelques jours, pendant 1 seconde, la Station Spatiale Internationale, et qui est appelé "Condensat de Bose-Einstein". Ce qu'il y a de fascinant et qui se répète tout au long de l'histoire de la physique, c'est que la théorie précède toujours la découverte ou alors l'application concrète, révélant l'insolite et à vrai dire incompréhensible pouvoir prédictif des mathématiques, l'outil premier de la physique. Ainsi, le GPS qu'utilisent les automobilistes ne fut mis au point qu'en 1989 alors que la théorie sur laquelle elle s'appuie, la Relativité générale, fut élaborée par Einstein en 1915.

     Découvrir ou observer le cinquième état de la matière sert à quoi, se demandera-t-on ? Pourquoi dépenser des centaines de millions d'euros pour faire fonctionner une station spatiale ou bien le Grand Collisionneur de Hadrons, à Genève, qui a mis à jour le boson de HIGGS alors que des centaines de millions de gens souffrent de malnutrition, voire de faim, à travers le monde ? A cette question on répondra simplement que tout ce que nous utilisons aujourd'hui sans y réfléchir (Laser, IREM, Internet, Twitter, Facebook, Instagram et.) n'aurait jamais vu le jour sans ces avancées scientifiques que l'école et l'université (sauf évidemment dans les filières scientifiques) semblent s'employer à dissimuler au plus grand nombre. La culture générale, en effet, n'y concerne que les Lettres et Sciences humaines ainsi que le Droit. Or, il est tout à fait possible de diffuser une culture générale scientifique qui aurait pour effet premier de dissiper tout ce lot de sottises racialistes, ethnicistes, ultra-nationalistes et autres qui fleurissent grâce à...l'Internet. 

   Mais revenons à Satyendranath BOSE, le Bengali à peau noire (rien à voir avec les acteurs de Bollywood dont l'écrivaine indienne Arundathi ROY dit qu'en regardant les films que produit ce dernier, on a l'impression que l'Inde est peuplé d'Européens). En 1924, l'Inde est une colonie anglaise et le processus colonial y a été d'une férocité quasi-égale à celle qui a frappé l'Afrique noire mais avec son cortège de famines en plus tout au long du XIXe siècle. Famines qui ont poussé des millions d'Indiens à fuir leur pays, alors même que l'hindouisme interdit de quitter "la terre sacrée de l'Inde", pour émigrer comme "travailleurs sous contrat", euphémisme désignant des serfs modernes, à la Réunion, à l'île Maurice, en Afrique du Sud, à Trinidad, au Guyana, en Martinique, en Guadeloupe etc...L'Inde ne deviendra indépendante qu'en 1947 au terme de luttes sanglantes menées par Gandhi notamment. 

    BOSE y fait des études de physique au sein du système universitaire instauré par le colonisateur anglais et n'est qu'un parfait inconnu jusqu'au jour où, il a l'audace d'adresser son article, refusé par une prestigieuse revue anglaise, au génie du moment, Albert Einstein. A l'époque, il n'y a ni photocopieuse ni fax ni e-mail ni Skype ni rien : seulement les lettres-papier. Entre l'Inde et l'Allemagne, le courrier du Bengali a dû mettre plusieurs semaines avant d'arriver à l'Allemand. On devine l'angoisse de Bose : sa lettre est-elle bien parvenue à destination ? Si oui, Einstein l'a-t-elle ouverte puisque venue d'un pays lointain qu'il ne connaît pas et d'un individu inconnu au bataillon ? Et s'il l'a effectivement ouverte, est-ce que l'idée que Bose y développe a pu intéresser Einstein ou bien n'était-ce qu'un tissu d'absurdités ? 

    Or, miracle ! BOSE reçoit une réponse du génie allemand. Non seulement une réponse mais une approbation de son idée d'abandonner la statistique Maxwell-Friedman s'agissant des photons quand on étudie "le corps noir". Et Einstein d'utiliser immédiatement cette idée et d'inviter Bose en Europe ! On frémit à la pensée que l'Allemand aurait parfaitement pu piquer, voler, la proposition de l'Indien inconnu et la faire sienne, ce qui fait qu'aujourd'hui, on aurait parlé de "Condensat d'Einstein" pour désigner le 5è état de la matière et non de "Condensat de Bose-Einstein". Par bonheur, Einstein faisait, lui aussi, partie d'une communauté dominée ou en tout cas exécrée, les Juifs allemands qui subiront l'une des pires atrocités de l'histoire humaine, ce que l'historien américain Raoul Hilberg appellera "La destruction des Juifs d'Europe", titre du livre majeur (1961) qu'il a consacré à ce que de nos jours, hypocritement, on préfère appelé du terme hébreu peu transparent de "Shoah" (un peu comme si les Noirs des Amériques au lieu de parler d'"esclavage" cherchait un terme wolof ou kikongo pour désigner ce dernier). Une vingtaine d'années plus tard, Einstein devra fuir l'Allemagne pour les Etats-Unis, alors en pleine ségrégation raciale où il enseignera à des Noirs, déclarant férocement que "le racisme est la maladie mentale de l'homme blanc".

   Il y a aussi une deuxième explication à l'honnêteté d'Einstein : en 1907, il publie un article sur la nature de la lumière et un autre sur la notion révolutionnaire d'espace-temps, profitant pour solliciter un poste d'assistant à l'Université de Berne, en Suisse, laquelle université le refusera sèchement. Dans la lettre qu'on peut lire ci-après, le doyen de la Faculté des Sciences, sur un ton condescendant, lui déclare que ses théories relèvent davantage de spéculations "artistiques" que de la vraie science ! Einstein savait donc à quoi s'en tenir quant à l'establishment scientifique. Il ne trouvera finalement qu'un obscur poste à...l'Office des brevets de Berne.

   Satyendranath n'obtiendra jamais le Prix Nobel. On est dans les années 20 du XXe siècle et aucun "Non-Blanc" ne l'a jamais obtenu. Mais il ne se formalisera jamais pour ça tellement il a été (et est toujours) révéré dans son pays. Encore que ce dernier terme, "pays", se doit d'être pris avec des pincettes car le colonialisme anglais après avoir férocement exploité l'Inde, provoquera sa partition en trois états différents et hostiles (Inde, Pakistan et Bengladesh). En bonne logique, le Bengali Bose aurait dû avoir choisi de devenir citoyen du Bengladesh, mais il lui préféra l'Inde pour des raisons qu'il serait trop long d'évoquer. 

   Seule l'inculture scientifique du grand public, soigneusement entretenue par le système comme on l'a déjà vu, fait qu'il demeure encore un inconnu en dehors du sous-continent indien d'une part et du petit milieu des physiciens de l'autre. Sans sa fulgurante proposition, jamais Einstein n'aurait eu l'idée de généraliser aux atomes les travaux de Bose sur les statistiques quantiques des photons (travaux ayant ouvert la voie vers les lasers) et aujourd'hui, le 5è état de la matière n'aurait pu avoir été mis à jour à bord de le Station Spatiale Internationale...

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