Qui a découvert la fission nucléaire ?

En 1938, l’étude des produits obtenus en bombardant l’uranium avec des neutrons conduit à une découverte décisive de la physique nucléaire : un noyau lourd peut se diviser en noyaux plus légers. La découverte expérimentale de cette fission nucléaire est attribuée aux chimistes allemands Otto Hahn et Fritz Strassmann. Son interprétation théorique est ensuite apportée par la physicienne autrichienne Lise Meitner et son neveu, le physicien Otto Frisch. Cette avancée révèle qu’une division nucléaire peut libérer une quantité considérable d’énergie et ouvre la voie aux réacteurs nucléaires comme aux armes atomiques.

L’expérience de Hahn et Strassmann

Otto Hahn, spécialiste de la radioactivité, et Fritz Strassmann étudient les transformations produites lorsqu’un échantillon d’uranium est soumis à un bombardement de neutrons. Ils s’attendent à observer des éléments lourds, proches de l’uranium dans le tableau périodique. Or leurs analyses chimiques mettent en évidence la présence de baryum, un élément nettement plus léger. Ce résultat paraît d’abord difficile à expliquer : il implique que le noyau d’uranium ne s’est pas simplement transformé en un élément voisin, mais qu’il s’est scindé en deux fragments importants. Hahn et Strassmann publient leurs résultats en décembre 1938 dans la revue allemande Naturwissenschaften. C’est cette observation expérimentale qui constitue le cœur de la découverte de la fission.

L’interprétation de Lise Meitner et Otto Frisch

À cette époque, Lise Meitner, physicienne autrichienne, se trouve en Suède après avoir quitté l’Allemagne nazie. Elle reste en contact avec Otto Hahn et reçoit de lui les résultats obtenus avec Strassmann. Avec Otto Frisch, elle comprend que le noyau d’uranium peut être comparé, de manière simplifiée, à une goutte liquide susceptible de se déformer puis de se séparer. Les deux chercheurs expliquent également pourquoi cette division libère autant d’énergie : la masse totale des fragments est légèrement inférieure à celle du noyau initial, et cette différence de masse est convertie en énergie. Leur interprétation est publiée en 1939 dans la revue Nature. Otto Frisch contribue aussi à populariser le terme « fission », emprunté au vocabulaire de la division cellulaire.

Une découverte collective, mais des rôles distincts

Il est donc réducteur d’attribuer la découverte à une seule personne. Hahn et Strassmann ont fourni la preuve expérimentale en identifiant le baryum parmi les produits de la réaction. Meitner et Frisch ont donné à cette observation son explication physique et ont calculé l’ordre de grandeur de l’énergie libérée. La réponse la plus précise consiste ainsi à citer Hahn et Strassmann comme les découvreurs expérimentaux de la fission nucléaire, tout en reconnaissant le rôle théorique essentiel de Meitner et Frisch. Cette distinction est importante, car la publication théorique de 1939 n’est pas la même que l’article expérimental de décembre 1938.

Des conséquences scientifiques et historiques majeures

La fission montre qu’un noyau lourd peut produire plusieurs fragments, des neutrons supplémentaires et une grande quantité d’énergie. Ces neutrons peuvent à leur tour provoquer d’autres fissions : dans certaines conditions, une réaction en chaîne devient possible. Cette propriété a ensuite été exploitée dans des dispositifs très différents. Les réacteurs nucléaires utilisent une réaction en chaîne contrôlée pour produire de la chaleur et de l’électricité, tandis que les armes atomiques reposent sur une libération extrêmement rapide de l’énergie issue de réactions nucléaires. La découverte de 1938 a ainsi transformé la compréhension de l’atome et entraîné des développements scientifiques, industriels et militaires qui ont profondément marqué le XXe siècle.