JULIAN SCHWINGER

PRIX NOBEL 1965
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BLAGUE


Julian Schwinger (1918-1994), physicien américain, professeur à l'Université de Harvard. Jeune prodige, il obtient à 21 ans son doctorat à l'Université Columbia et devient à 28 ans l'un des plus jeunes professeurs de Harvard. Pendant la Seconde guerre mondiale, il travaille au Radiation Laboratory du MIT et développe la théorie des ondes radar et sonar. Il invente la technique de renormalisation et pose les bases de l'électrodynamique quantique. Il émet l'hypothèse qu'il existe plusieurs variétés de neutrino. Prix Nobel de physique en 1965.

Le problème des infinis n'est pas surprenant, il apparaît déjà dans les théories classiques de l'électromagnétisme. Par exemple, puisque la loi de Coulomb affirme que la force électrostatique varie avec l'inverse du carré de la distance, que se passe-t-il si la distance devient extrêmement petite, la force peut-elle devenir infinie ? Autre exemple du problème des infinis : quelle est la force nécessaire pour mettre en mouvement un électron initialement au repos ? Conformément à la théorie de Maxwell, toute particule chargée accélérée émet des ondes électromagnétiques. Or, ces dernières agissent sur l'électron en le freinant. Le calcul de cette force de freinage selon la théorie de Maxwell donne un résultat infini. Il serait donc impossible de déplacer un électron, ce qui est bien sûr contredit par l'expérience !

Ce n'est qu'en 1949 que Julian Schwinger, Richard Feynman, Sin-Itiro Tomonaga et Freeman Dyson parviennent à résoudre ce problème des quantités infinies des diagrammes en boucle : ils le contournent en inventant une méthode de calcul ingénieuse appelée renormalisation. Elle introduit enfin les concepts quantiques de façon cohérente dans la théorie de Maxwell. Cette nouvelle théorie est appelée électrodynamique quantique.

Une théorie renormalisable, même si elle n'est pas la théorie complète et ultime de la Nature et même si l'on ignore ce qui se passe aux très petites distances, permet, parce qu'elle est renormalisable, de calculer des processus et de faire des prédictions dans son domaine de validité. Une théorie physique ne doit pas dépendre des détails qui se passent aux très petites distances : par exemple, les lois newtoniennes que l'on utilise pour construire une maison ne doivent pas dépendre des détails des interactions entre les particules du noyau atomique diffusion