| Resumé |
À la fin des années 20, l'étude des rayons cosmiques, dont la provenance depuis l'extérieur de notre système solaire s'imposa progressivement entre 1911 et 1928, fut profondément modifiée par l'irruption de plusieurs innovations instrumentales. Le champ attira alors de nombreux jeunes physiciens y voyant l'opportunité d'étudier des processus d'une énergie jusqu'alors insoupçonnée. À la même période, le cadre relativiste propre à traiter de tels processus en était à ses balbutiements et traversait une crise de fondements, d'où résulta une crise de confiance dans ses applications aux phénomènes du rayonnement cosmique. La nouveauté radicale des usages des cosmiciens au début des années 30 et la crise théorique firent de cette période un moment de très grande faiblesse de toutes les fondations de la pratique de la physique dans ce domaine. L'établissement de fondements pour la pratique instrumentale, comme le rétablissement de la crédibilité de la théorie, se construiront dans un mouvement commun tout au long de la décennie 1930. La période a déjà fait l'objet d'un certain nombre de travaux d'historiens aussi bien sur les aspects théoriques qu'expérimentaux, mais la plupart des récits produits possèdent une focalisation précise sur un épisode particulier et sur l'un ou l'autre de ces aspects. La présente thèse a pour ambition de proposer un récit unifié de la période en articulant l'évolution des aspects théoriques et expérimentaux. Le travail conduit pour cette thèse se singularise notamment par un intérêt particulier pour les usages de la théorie par les expérimentateurs. En s'intéressant en détail aux usages que les physiciens firent ou ne firent pas de la théorie, on peut voir qu'un lien étroit existe entre certaines opinions relatives à la crise théorique et d'autres opinions relatives à la nature des rayons cosmiques. Les historiens ont jusqu'à présent considéré que, avant l'introduction d'une particule de masse intermédiaire, l'idée que les particules chargées très pénétrantes du rayonnement cosmique étaient des électrons s'était rapidement imposée durant la première moitié de la décennie et que l'idée que ces particules pouvaient être des protons fut marginale. Le récit développé dans cette thèse montre que l'on peut produire une représentation de cette période intégrant l'activité d'un nombre plus important d'équipes de théoriciens et d'expérimentateurs en considérant au contraire la période comme une dynamique constante dans la prévalence de ces deux idées. L'évolution des positions fut intimement liée à l'évolution des résultats de la théorie sur les questions d'absorption de l'énergie des particules dans la matière qui était au coeur d'un certain nombre de dispositifs de mesure. La centralité de l'absorption dans les modélisations et les opérations de mesure explique les rapports entre la mesure, l'identification des particules et le positionnement théorique. Le récit mêle donc, à celui du développement des hypothèses protonique et électronique, celui du développement de la théorie de l'absorption dans ses deux aspects principaux : la théorie de l'ionisation et la théorie du rayonnement de freinage. Ce récit continu des évolutions de l'usage de l'absorption et de sa théorie traverse les années 30 et 40 abordant les conditions dans lesquelles furent proposées nombre de nouvelles particules : le positron, le mésotron, les mésons pi et mu, et finalement les mésons très lourds ouvrant l'âge des particules étranges et des accélérateurs et la fin de l'âge d'or des rayons cosmiques. L'examen des relations entre les idées théoriques et expérimentales au sein de la pratique des physiciens est l'occasion d'éclairer la manière dont les résultats théoriques circulent effectivement en dépit d'une différence de culture significative entre la communauté théorique et expérimentale. |