En 1938, Lise Meitner découvre que la fission nucléaire peut produire d'énormes quantités d'énergie. C'est pourtant un autre qui aura le prix Nobel pour cette découverte.

Les débuts

Lise Meitner est née le 7 novembre 1878 dans une famille relativement riche et cultivée de Vienne, capitale de l'Empire austro-hongrois.

Son père, Philipp Meitner, était avocat et maître d'échecs. Sa mère, Hedwig Skovran, était une musicienne de talent bien qu'amateur. Lise est la troisième des huit enfants du couple. La famille Meitner était de confession juive non pratiquante. Plus tard dans leur vie, ils se sont convertis aux christianisme. À l'âge de 29 ans, Lise est devenue luthérienne.

Dès l'enfance, Lise a un penchant pour les études. Elle aimait les mathématiques et son père employait des professeurs particuliers pour l'aider à approfondir ses connaissances. Elle aimait aussi jouer du piano, lire et découvrir comment le monde fonctionnait. Ses parents encourageaient tous leurs enfants à penser de manière indépendante. Sa mère leur disait :

"Écoutez votre père et moi, mais pensez par vous-même".

Lise était une enfant sérieuse pour qui, comme pour toutes les filles autrichiennes des années 1800, l'école formelle se terminait à l'âge de 14 ans. Contrairement à ses frères, elle n'a pas été autorisée à fréquenter un lycée pour se préparer à l'enseignement supérieur.

Lise reste à la maison, lit des livres et joue du piano. Elle finit par demander à son père si elle peut suivre un cursus scientifique à l'université de Vienne. Son père se montre compréhensif, mais sait que ce ne sera pas facile.

Il a recommandé à Lise d'obtenir d'abord un diplôme d'enseignement afin de pouvoir voler de ses propres ailes. Lise commence à travailler pour obtenir un diplôme d'enseignement du français, qu'elle obtient en 1899, à l'âge de 21 ans. Son père lui paye ensuite des cours particuliers pour l'aider à préparer l'examen d'entrée à l'université, qu'elle réussit à l'été 1901.

Université de Vienne

Lise Meitner s'inscrit à l'université de Vienne en octobre 1901. Elle a 22 ans et a décidé de se spécialiser en physique. Très vite, elle est inspirée par le brillant Ludwig Boltzmann. Presque tous ses cours de physique étaient donnés par Boltzmann, et Meitner le tenait en très haute estime.

Elle travaille incroyablement dur pour comprendre tout ce que le grand homme dit dans ses cours, et est récompensée par une compréhension approfondie de la physique. Dans sa vieillesse, Meitner se souvient avec tendresse de ces conférences : 

"Il était si enthousiaste à propos de tout ce qu'il nous enseignait que l'on quittait chaque conférence avec le sentiment qu'un monde complètement nouveau et merveilleux venait d'être révélé".

En décembre 1905, Meitner passe son examen oral de doctorat summa cum laude (la plus haute distinction) et, en février 1906, elle obtient un doctorat en physique.

En septembre 1906, Meitner est anéantie par la nouvelle que Ludwig Boltzmann s'est suicidé.

Elle passe désormais ses journées à enseigner la physique au lycée. Le soir, elle fait des recherches sur le nouveau phénomène passionnant de la radioactivité au laboratoire de physique de l'université. Elle espère qu'un poste de chercheur officiel se libère, mais rien ne se présente.

Elle se tourne alors vers Max Planck, à l'université de Berlin, et lui demande si elle peut assister à ses cours pendant un semestre. Il ne s'agissait pas d'une simple formalité. Les universités de l'État allemand de Prusse, dans lequel se trouve Berlin, n'autorisent pas les femmes à s'inscrire.

Planck accepte et Lise se rend à Berlin en 1907 pour étudier avec lui et le chimiste Otto Hahn.

Hahn et Meitner

Université de Berlin

Otto Hahn était un jeune chimiste enthousiaste qui avait son âge. Ce dernier avait déjà effectué un travail impressionnant dans le laboratoire d'Ernest Rutherford, découvrant de nouveaux radio-isotopes, et avait récemment rejoint la faculté de chimie de Berlin.

Hahn n'est pas autorisé à mettre à la disposition de Meitner un espace de laboratoire à l'Institut de chimie de Berlin. À la place, il obtient l'utilisation d'un petit atelier de menuiserie au sein de l'Institut et y installe l'équipement nécessaire à leur programme de travail commun. C'est le début d'un partenariat scientifique qui durera 30 ans, chacun dirigeant une section de l'Institut de chimie Kaiser Wilhelm de Berlin. Hahn et Meitner ont collaboré étroitement à l'étude de la radioactivité, grâce à ses connaissances en physique et à celles de Meitner en chimie. 

Max Planck accueille également Meitner, l'invitant à de petites fêtes de famille chez lui, où elle rencontre d'autres physiciens de manière informelle. Elle devient un élément accepté de la scène physique berlinoise, bien qu'elle n'ait pas de statut officiel.

Découvertes et progression de sa carrière

Bientôt, Meitner publie des articles dans des revues universitaires en son nom propre ou en collaboration avec Hahn, y compris leur découverte en 1908 d'un nouveau radio-isotope de l'élément actinium.

En 1909, Meitner et Hahn découvrent le recul radioactif, en constatant que lorsqu'un noyau atomique émet une particule alpha, le noyau recule comme une arme à feu qui a tiré une balle. Le noyau chargé positivement qui recule peut être attiré par une électrode chargée négativement. Meitner et Hahn ont démontré que le recul radioactif pouvait être utilisé pour produire des éléments d'une très grande pureté, en les recueillant sur l'électrode négative.

C'était l'époque faste de la chimie et de la physique nucléaires, où les matériaux radioactifs étaient manipulés sans précaution. 

Mais, contrairement à Marie Curie et sa fille Irène, qui ont toutes les deux été atteintes d'un cancer dû à la radioactivité, Meitner a rapidement pris conscience des dangers des matières radioactives et a mis en place des règles strictes dans les laboratoires qu'elle dirigeait afin d'éviter toute contamination.

En 1912, Max Planck confie à Lise Meitner un poste rémunéré d'assistante. Ce travail prend beaucoup de temps, car elle doit corriger les travaux remis par les étudiants de Planck.
La même année le nouvel Institut de chimie Kaiser Wilhelm ouvre ses portes à Berlin, employant à la fois Hahn et Meitner. L'année suivante, l'Institut commence à verser un salaire à Meitner. À 34 ans, elle est enfin indépendante financièrement.

En 1914, l'Allemagne entre dans la première guerre mondiale. Comme Marie Curie dans le camp adverse, Meitner effectue des travaux de radiologie sur le front pour aider les soldats blessés.

Elle reprend ses travaux de recherche en 1916, deux ans avant la fin de la guerre. 

L'isotope à longue durée de vie du protactinium

En 1917, Meitner et Hahn découvrent le 231-protactinium, un nouvel isotope de l'élément protactinium. Jusqu'alors, seuls des isotopes de protactinium à vie très courte avaient été découverts, ce qui rendait ses propriétés difficiles à déterminer. La demi-vie du 231-protactinium, d'environ 32 000 ans, a permis d'établir pour la première fois les propriétés de l'élément.

Meitner obtient une nouvelle reconnaissance professionnelle. À 38 ans, elle reçoit la médaille Leibniz de l'Académie de Berlin pour la découverte du protactinium et, en 1918, elle devient directrice de la physique des rayonnements à l'Institut Kaiser Wilhelm.

En 1922, à l'âge de 43 ans, elle est nommée professeur de physique à l'université.

En 1923, Lise découvre la transition sans radiation connue sous le nom d'effet Auger, du nom de Pierre Victor Auger, un scientifique français qui a découvert l'effet deux ans plus tard.

Nominations au prix Nobel et poste de professeur

Les recherches de Meitner et Hahn sur les radio-isotopes leur ont fourni des données pour un grand nombre d'articles de recherche de grande qualité. Ils jouissaient d'une grande réputation au niveau international. Ils ont été nominés dix fois pour le prix Nobel annuel de chimie ou de physique, sans succès.

En 1926, Lise devient professeur non titulaire à l'université de Berlin, devenant ainsi la première femme professeur de physique en Allemagne.

Les années 1930

Au début des années 1930, Otto Hahn est directeur de l'Institut Kaiser Wilhelm. Bien qu'il soit moins actif dans la recherche, lui et Meitner restent des collègues proches. Meitner est le scientifique actif le plus ancien de l'institut.

En 1933, Adolf Hitler devient le leader de l'Allemagne et les Allemands d'origine juive commencent à être licenciés.

En tant qu'Autrichienne d'origine juive, la situation n'est pas aussi mauvaise pour Meitner. Malgré les protestations de Planck et de Hahn, les nazis décrètent que Meitner ne sera plus autorisée à donner des cours à l'université de Berlin. Elle peut toutefois conserver son poste de chercheur principal à l'Institut Kaiser Wilhelm.

Meitner est désespérément malheureuse de cette situation. Mais elle aime son travail et espère que la raison finira par l'emporter. Elle choisit de rester à Berlin.

La fission nucléaire

En 1934, Enrico Fermi a annoncé à Rome, en Italie, qu'il avait bombardé l'uranium (élément 92) avec des neutrons. Selon lui, le résultat net est que l'uranium a gagné un proton pour former l'élément 93. Fermi a suggéré que les scientifiques pourraient utiliser cette méthode pour fabriquer des éléments plus lourds que l'uranium.

Ida Noddack, d'un laboratoire gouvernemental de Berlin, a suggéré que le bombardement de neutrons pourrait provoquer la séparation des noyaux d'uranium en éléments plus légers. Noddack a donc été la première personne à proposer le concept de fission nucléaire. Mais elle n'a pas donné suite à sa proposition.

Meitner est enthousiasmé par la possibilité d'éléments transuraniens et suggère à Hahn de faire à nouveau équipe pour déterminer si Fermi a raison. Imaginez un peu ! Il ne s'agit pas seulement de découvrir un nouvel élément, mais d'en fabriquer un. Hahn accepte et intègre son jeune collègue chimiste Fritz Strassmann à l'équipe, qui se met au travail en 1934.

L'équipe écarte rapidement (et à tort) l'idée de Noddack selon laquelle les noyaux se brisent ; elle la juge très improbable.

Ils bombardent l'uranium avec des neutrons, essayant de produire des éléments transuraniens.

L'équipe multiplie les expériences, publie mais les résultats si élaborés soient-ils, sont incorrects. 

Suite de sa carrière en Suède

Mais après l'annexion de l'Autriche par l'Allemagne en 1938, Lise est contrainte de fuir l'Allemagne pour la Suède. Elle est alors dans sa soixantième année. La fuite n'a pas été sans risques et péripéties. Elle a tout perdu, ce qu'elle possédait, sa patrie, sa langue. Mais elle ne se laisse pas abattre. Elle poursuit ses travaux à l'institut de Manne Siegbahn à Stockholm, mais avec peu de soutien, en partie à cause des préjugés de Siegbahn à l'encontre des femmes dans la science.

Hahn et Meitner se rencontrent clandestinement à Copenhague en novembre pour planifier une nouvelle série d'expériences. Les expériences qui ont apporté la preuve de la fission nucléaire ont été réalisées dans le laboratoire de Hahn à Berlin et publiées en janvier 1939.

Fin décembre 1938, Lise et son neveu Otto Frisch se promènent un jour dans la neige lorsque l'inspiration vient à Meitner. Elle s'assoit dans les bois et commence à calculer l'énergie impliquée lorsque les noyaux produits par la fission de l'uranium volent en éclats. L'énergie qu'elle calcule, 200 MeV, est énorme. Elle trouve sa source dans la célèbre équation d'Einstein : E = mc2. Elle se rend compte que la masse convertie en énergie lors de la fission nucléaire est suffisante pour produire une énorme quantité d'énergie.

Meitner et Frisch rédigent rapidement un article qu'ils soumettent à la revue Nature. Meitner fait part de ses calculs à Hahn et Frisch à Niels Bohr avant la publication de l'article.

Bohr a apporté la nouvelle de la fission nucléaire aux États-Unis lors d'une visite prévue à l'avance - la nouvelle s'est répandue comme une traînée de poudre. Bientôt, des laboratoires de tout le pays réalisent leurs propres expériences pour confirmer la réalité de la fission nucléaire. Malheureusement, tout cela s'est produit avant la publication de l'article de Meitner et Frisch, de sorte que leurs noms n'ont pas été aussi importants qu'ils auraient dû l'être.

Pas de prix Nobel pour Lise Meitner

Bohr a tout fait pour que Meitner soit reconnue pour sa découverte, mais c'est Otto Hahn qui a reçu le prix Nobel de chimie 1944 pour la découverte de la fission nucléaire. Meitner s'est sentie blessée par son omission, et de nombreux autres scientifiques ont partagé son sentiment d'injustice.

Elle s'est également sentie lésée par Hahn, qui avait d'abord minimisé son rôle en raison du risque d'associer son nom au sien après qu'elle eut quitté illégalement l'Allemagne nazie, mais qui a ensuite semblé continuer à minimiser son rôle après la guerre. Malgré la mauvaise humeur des deux parties, Hahn a donné à Meitner une partie de l'argent de son prix Nobel. Meitner en a immédiatement fait don au Comité d'urgence des scientifiques atomistes d'Albert Einstein, qui encourageait l'utilisation de l'énergie nucléaire à des fins pacifiques plutôt que militaires.

Dans sa conférence Nobel, Otto Hahn a rendu hommage à Meitner et à Frisch en soulignant que c'était eux qui avaient évoqué la possibilité que des noyaux lourds se transforment en noyaux plus légers à l'aide du modèle de la goutte liquide, et que c'était eux qui avaient proposé le modèle de la goutte liquide. L'expression "fission nucléaire" est due à Meitner et Frisch".

Malgré une certaine rancœur persistante, Meitner et Hahn sont restés amis.

Après-guerre et fin de vie 

À la fin de la Seconde Guerre mondiale, Lise Meitner a été saluée comme la mère de la bombe atomique par les alliés victorieux. Elle détestait ce titre. Elle désapprouvait l'utilisation militaire de la fission nucléaire. Elle pensait que l'énergie nucléaire devait être utilisée uniquement à des fins pacifiques.

a obtenu la double nationalité suédoise et autrichienne en 1949 et a travaillé à Stockholm jusqu'à sa retraite, à l'âge de 75 ans, en 1953.

En 1960, après s'être cassé la hanche, elle s'est installée à Cambridge, au Royaume-Uni, pour être près de son neveu Otto Frisch et de sa famille.

Lise Meitner est décédée à l'âge de 89 ans à Cambridge le 27 octobre 1968, après avoir été affaiblie par une seconde fracture de la hanche et plusieurs petites attaques cérébrales. Elle est enterrée dans le cimetière de l'église St James, à Bramley, près de l'endroit où son plus jeune frère avait été enterré quelques années auparavant

Bien que Lise Meitner n'ait jamais reçu de prix Nobel, son travail a été reconnu de manière plus exceptionnelle en 1997, lorsque l'élément chimique 109 a été baptisé Meitnerium en son honneur.

Biographie de Lise Meitner, extrait du film E= mc2

https://www.youtube.com/watch?v=gQx12Atfveg