Jean Thibaud (né le à Lyon, mort le à Lyon) était un physicien français spécialiste des rayons X et de la radioactivité, collaborateur de Maurice de Broglie entre 1923 et 1935, puis professeur de Physique expérimentale à l'Université de Lyon. En 1930, il a conçu et réalisé à Paris un accélérateur circulaire de particules, semblable à celui qu'ont développé Milton Stanley Livingston et Ernest Orlando Lawrence à Berkeley quelques mois plus tard et que ce dernier a appelé cyclotron. À la même époque, il a mis en évidence les propriétés du positron, particule récemment découverte par Carl David Anderson dans le rayonnement cosmique. Il a fondé l'Institut de physique atomique de Lyon en 1937 et préparé sa transformation en Institut de physique nucléaire de Lyon sur le campus de la Doua au début des années 1960.
Biographie
Premières années Jean Valentin Thibaud naît le , rue de la Pyramide, renommée rue Marietton, dans le quartier de Vaise qui, à cette époque, fait partie du 5ème arrondissement de Lyon. Il est fils de Jean-Claude Thibaud, comptable, et de Marie Mathilde Augustine Boudin. Son grand-père paternel, Jean Marie Thibaud, était boulanger à Saint-Paul-en-Jaretz. Son grand-père maternel, Marius Théophile Boudin était officier d'administration à Lyon.
Jean Thibaud fait ses études secondaires au lycée Ampère. Il s'inscrit à la faculté des sciences de Lyon et obtient une licence de Physique en 1919. Il poursuit sa formation à l'École supérieure d'électricité (Supélec) de Paris d'où il sort ingénieur en 1921. Il est à noter que Louis Leprince-Ringuet, né aussi en 1901, est entré à Supélec en 1920, après avoir été élève de l'École polytechnique, et qu'il a rejoint le laboratoire de Maurice de Broglie en 1929, après quelques années dans l'industrie. Jean Thibaud a 20 ans. Il doit faire son service militaire. Il obtient un sursis de six mois. Il est incorporé dans un régiment de Transmissions, le 8ème régiment du Génie, le . Il est détaché à l'Ecole militaire du Génie à Versailles le où il suit une formation d'officier de réserve (EOR). Il est promu sous-lieutenant le et affecté au 2ème bataillon du Génie au Mont Valérien. Il est libéré du service actif le . Il est promu lieutenant le .
Laboratoire des rayons X Il est probable que Jean Thibaud soit entré au laboratoire de Maurice de Broglie pendant son service militaire, fin 1923, après sa formation EOR. Plusieurs photographies témoignent de sa présence en uniforme au laboratoire. Sa première publication est une communication à l'Académie des sciences, présentée par Maurice de Broglie le . Maurice de Broglie avait installé son laboratoire dans son hôtel particulier près de la place de l'Étoile :
Le laboratoire de Maurice de Broglie est donc un des meilleurs laboratoires de Physique du monde et, comme tel, fréquenté par les plus brillants jeunes chercheurs. Dans ces conditions scientifiquement excellentes, Jean Thibaud se spécialise et acquiert une compétence reconnue dans la détermination des énergies des rayons gamma issus des éléments radioactifs et des rayons bêta secondaires émis par effet photoélectrique. En 1925, il soutient sa thèse de doctorat ès-sciences physiques sur ces sujets devant un jury composé de Jean Perrin, Marie Curie et d'André Debierne. Après sa thèse, Jean Thibaud reste au laboratoire et oriente ses recherches vers l'analyse spectrale des rayons X.
Mais, comme le souligne Louis Leprince-Ringuet, chez Maurice de Broglie, il faut travailler bénévolement :
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Une autre possibilité est de faire des cours dans des lycées. Mais pour Thibaud, la situation ne peut pas s'éterniser. Il cherche donc un poste universitaire en province car, n'étant pas normalien, il n'a aucune chance d'obtenir un poste à Paris. D'autre part, Maurice de Broglie, qui apprécie ses qualités d'ingénieur, cherche à le garder au laboratoire, si possible à plein temps, pour assurer une permanence dans son équipe de chercheurs à mi-temps. C'est ainsi que Maurice de Broglie obtient pour Jean Thibaud, en 1928, un poste de directeur adjoint du laboratoire de Physique de l'École Pratique des Hautes Études de la faculté des sciences de Paris. Jean Thibaud s'intéresse alors au domaine intermédiaire entre les rayons X et les rayons ultraviolets, à leur diffraction et à leur réflexion.
Autres laboratoires de physique parisiens
Entre les deux guerres, la politique scientifique était entre les mains de Jean Perrin et du clan des "intellectuels", presque tous normaliens, formé au moment de l'affaire Dreyfus : Émile Borel, Jean Perrin, Marie Curie, Paul Langevin et quelques autres. En physique, il reposait sur trois laboratoires : l'Institut du radium dirigé par Marie Curie, l'Institut de biologie physico-chimique dirigé par Jean Perrin et le Laboratoire de physique du Collège de France, dirigé par Paul Langevin. Le quatrième laboratoire parisien du même niveau scientifique était celui qu'avait fondé Maurice de Broglie avec les ressources de sa famille en termes de locaux et de financements. Maurice de Broglie était membre de l'académie des sciences depuis 1924 mais il n'était pas professeur. Il se trouvait donc à l'écart des instances de recrutement et de promotion universitaires ainsi que des jeux de pouvoirs. Son laboratoire, privé et indépendant, a fonctionné en bonne intelligence avec les trois autres jusqu'au seuil des années 1930.
C'est alors que l'attribution du prix Nobel de Physique 1929 à Louis de Broglie confère au laboratoire des rayons X un supplément de notoriété qui, jusqu'alors n'appartenait qu'à l'Institut Curie et au laboratoire de Jean Perrin. De plus, Maurice de Broglie veut modifier les thèmes de recherche de son laboratoire. Il embauche Leprince-Ringuet et lui confie :
Frédéric Joliot est agacé par cette nouvelle orientation qui implique l'étude plus approfondie de la radioactivité et instaure une concurrence directe avec l'Institut du radium. D'autre part, le contexte politique tendait à accentuer les dissensions possibles entre gens de gauche et gens de droite. Le clan des normaliens était engagé nettement à gauche et soutenait le front populaire tandis que l'équipe de De Broglie était plutôt conservatrice sans militance manifeste. Le divorce s'est précisément concrétisé autour de la compétition entre Jean Thibaud, collaborateur et protégé de De Broglie, et Frédéric Joliot, ancien élève de Langevin, collaborateur et gendre de Marie Curie. Il faut donc retracer la vie de Jean Thibaud en soulignant ce qui le distingue de et l'oppose à Frédéric Joliot.
Jean Thibaud était issu de la petite bourgeoisie lyonnaise et a fait ses études au lycée Ampère comme Jean Perrin. A la différence de Jean Perrin, il n'était pas boursier. Il n'avait pas fait l'École normale supérieure et il avait acquis sa licence de physique à Lyon et non à la Faculté des sciences de Paris. Cependant Jean Thibaud a probablement trouvé sa vocation en lisant les ouvrages de Jean Perrin, notamment Les Atomes. Il avait donc une profonde estime pour ce grand savant ainsi que pour Langevin et les Curie. Après ses études à Supelec et son service militaire, il est entré au laboratoire des rayons X. Jean Thibaud est resté célibataire.
Frédéric Joliot, dont le père avait combattu pour la Commune de Paris en 1870, est né à Sceaux en 1900. Il avait donc un an de plus que Thibaud. Il a fait des études secondaires au lycée Lakanal et est entré à l’École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris à 19 ans. Il a eu son diplôme d'ingénieur en 1923. Il a fait son service militaire qu'il a terminé comme sous-lieutenant d'artillerie. Paul Langevin qui avait repéré cet excellent élève, l'a persuadé de faire de la recherche et l'a recommandé à Marie Curie qui l'a pris dans son laboratoire en 1924. En 1926, Frédéric Joliot épousa Irène Curie.
Les contemporains de Joliot (né en 1900) et de Thibaud (né en 1901) : en 1900, Wolfgang Pauli, en 1901, Enrico Fermi, Werner Heisenberg, Ernest Orlando Lawrence, en 1902, Paul Dirac.
Découverte du neutron et du positron (1932) Jusqu'en 1932 on ne connaissait que deux particules élémentaires, le proton et l'électron. On connaissait quatre fonctions aux électrons. Ils pouvaient conduire le courant électrique. Ils pouvaient être "libres" comme dans les rayons cathodiques. Dans les atomes, les électrons péri-nucléaires neutralisaient la charge positive du noyau (atome de Bohr) et on pensait que des électrons intra-nucléaires neutralisaient directement un certain nombre de protons. En 1932, deux nouvelles particules ont été découvertes, le neutron et le positron. L'existence du neutron obligeait à reconsidérer la composition du noyau atomique. L'existence du positron pouvait conforter une prédiction théorique faite par Paul Dirac en 1928.
La découverte du neutron par James Chadwick est une très amère nouvelle pour Irène et Frédéric Joliot-Curie. Ils avaient toutes les cartes en main mais n'ont pas su interpréter leurs résultats.
La découverte du positron par Carl David Anderson intéresse beaucoup les chercheurs. Jean Thibaud, qui est spécialiste de l'étude des rayonnements béta, entreprend aussitôt d'en déterminer les caractéristiques physiques et surtout de démontrer son annihilation au contact de la matière selon les prédictions de Dirac.
Conférence Solvay de Physique (1933)
right|thumb|350px|Septième Congrès Solvay de physique, 1933
L'année 1933 est marquée par la Conférence Solvay de physique, du 22 au à Bruxelles, dont le thème est Structure et propriétés des noyaux atomiques. Paul Langevin en est le président et il lui revient de lancer la quarantaine d'invitations. Il doit doser la participation des nations et des laboratoires. Jean Thibaud pose sa candidature pour parler des positrons mais elle n'est pas retenue, sans doute parce que le laboratoire des rayons X est déjà représenté par les deux frères de Broglie. Son absence à Bruxelles est d'autant plus regrettable pour lui que, début octobre, Paul Dirac a été désigné pour recevoir le Prix Nobel de Physique. Thibaud fait part de sa déception dans une lettre à Langevin du :
Pendant la conférence, la surprise vient de la communication de Lawrence qui présente son invention: le cyclotron. Jean Thibaud, qui a développé la même invention et qui aurait été le seul vraiment compétent pour en discuter, n'est pas là. C'est Maurice de Broglie qui doit signaler que la même invention est en cours de développement dans son laboratoire. Comme il a la responsabilité de l'édition des actes de la conférence Solvay, il ajoute à l'édition une note de Jean Thibaud qui n'avait pas été présentée en séance, pour marquer l'antériorité ou, au moins, la simultanéité avec les américains, de la découverte du cyclotron.
Pour Jean Thibaud, la déconvenue est donc double : d'une part, il a été empêché de présenter ses travaux sur le positron, sujet qui venait d'être couronné par le Prix Nobel et, d'autre part, il n'a pas pu rendre compte de ses propres travaux sur le cyclotron face à Lawrence qui n'était pas un très bon physicien. La frustration est d'autant plus grande que l'Institut du Radium a été amplement représenté par trois personnes: Mme Curie, Irène et Frédéric Joliot-Curie.
Positron (1933) Aucune suite n'a été donnée au cyclotron dans le laboratoire des rayons X. Il est probable que De Broglie et Thibaud ont jugé qu'ils n'avaient pas les moyens financiers de poursuivre la compétition avec les américains. La mise en œuvre de puissants électroaimants et de sources de tension alternative de fréquence contrôlée auraient nécessité des collaborations industrielles dont il ne disposaient pas.