Le composant électrique centenaire de votre micro-ondes a permis de réaliser la première fission atomique en 1932

Chaque four à micro-ondes renferme une technologie mise au point il y a un siècle. Avant de réchauffer vos repas quotidiens, ce montage électrique révolutionnaire a permis aux physiciens de casser le tout premier noyau atomique de l’histoire.

Un ingénieur suisse imagine en 1919 une astuce électrique pour multiplier la tension sans matériel lourd

En 1919, le physicien Heinrich Greinacher cherche un moyen simple d’augmenter le voltage d’un courant alternatif. Il conçoit alors un assemblage ingénieux de condensateurs et de diodes. Ce système permet d’additionner les tensions électriques sans employer de gros transformateurs.

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Baptisé le doubleur de Greinacher, ce montage accumule l’énergie à chaque alternance du courant. Grâce à cette cascade de composants, une faible tension d’entrée se transforme en un signal continu de fort potentiel, parfaitement adapté aux mesures de laboratoire.

Cependant, cette invention reste peu exploitée durant plus de dix ans. Personne ne devine alors que ce circuit discret servira bientôt à explorer la matière atomique, avant d’atterrir plusieurs décennies plus tard dans nos appareils ménagers.

Deux chercheurs britanniques assemblent un multiplicateur de tension artisanal dans un laboratoire vide

Au début des années 1930, Ernest Rutherford cherche à concevoir un accélérateur de particules puissant mais compact. Il confie cette tâche audacieuse à deux physiciens du laboratoire Cavendish de Cambridge, John Cockcroft et Ernest Walton, avec des moyens très limités.

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Installés dans une pièce vacante, les deux scientifiques fabriquent leur machine avec du bois, des clous et des éléments de récupération. Ils reprennent les travaux de Greinacher pour concevoir l’échelle de Cockcroft-Walton, un multiplicateur de tension en cascade particulièrement efficace.

En effet, ce dispositif parvient à transformer un courant alternatif modéré en une tension continue de 600 000 volts. Bien que cette valeur reste inférieure au million de volts ciblé au départ, ce niveau d’énergie s’avère amplement suffisant pour bombarder les atomes.

Un faisceau de protons brise un noyau de lithium pour la première fois dans l’histoire de la physique

Le 14 avril 1932, Cockcroft et Walton projettent un faisceau de protons accélérés sur une cible de lithium. Sous l’impact, le noyau de lithium se brise pour former deux noyaux d’hélium. C’est la toute première désintégration atomique artificielle réussie par l’humanité.

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De plus, cette expérience historique offre la toute première confirmation expérimentale de l’équation d’Albert Einstein sur la conversion de la masse en énergie. Cette découverte majeure vaudra aux deux physiciens britanniques le prix Nobel de physique en 1951.

Le même multiplicateur de tension alimente aujourd’hui le composant central de nos fours à micro-ondes

Aujourd’hui, ce circuit issu de la recherche fondamentale équipe désormais nos appareils de cuisine. En effet, le four à micro-ondes utilise un composant nommé magnétron afin de produire les ondes nécessaires au chauffage rapide de vos plats.

Pour fonctionner, cette pièce requiert une tension continue très élevée. Un dérivé de la cascade Cockcroft-Walton convertit alors le courant alternatif de votre prise électrique en haut voltage. Ainsi, chaque cuisson réactive discrètement un pan entier d’histoire scientifique.

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