E.M. Purcell n’a pas seulement étudié la physique. Il a contribué à développer des outils qui nous permettent de voir l’invisible. Né à Taylorville, dans l’Illinois, en 1912, ce physicien américain a changé notre façon de comprendre la matière et l’univers. Il est décédé à Cambridge, dans le Massachusetts, en 1997, laissant derrière lui un héritage qui constitue davantage le fondement de la technologie moderne que l’histoire.
Au cœur de sa renommée se trouve une avancée majeure : la découverte de la résonance magnétique nucléaire dans les liquides et les solides.
C’était en 1946. Purcell a brisé le code indépendamment de Félix Bloch. Ils ont reçu conjointement le prix Nobel de physique en 1952. Pourquoi est-ce important ? Parce que la RMN est bien plus qu’une simple astuce de laboratoire. C’est le moteur de l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Cela permet aux chercheurs d’étudier de près la structure moléculaire des matériaux purs et d’interpréter la composition complexe des mélanges. Sans les méthodes de Purcell, les diagnostics médicaux et les analyses chimiques seraient tombés dans un âge sombre.
De la guerre des radars à la détection de précision
Le chemin de Purcell vers le prix Nobel a été tracé en pleine Seconde Guerre mondiale. Il a dirigé un groupe au Radiation Laboratory du MIT pour résoudre des problèmes critiques de radar. Ce n’est pas une théorie abstraite. C’est la survie et la détection des avions ennemis à travers les nuages et l’obscurité.
Après la guerre, Purcell fait bien plus que simplement retourner à l’enseignement. Il appliqua sa précision de guerre à de nouveaux problèmes. En 1946, il développe la méthode de détection par résonance magnétique nucléaire. C’était incroyablement précis. Il s’agissait d’une amélioration significative par rapport à la méthode du faisceau atomique créée par le physicien Isidor I. Rabi. Les changements sont évidents. La méthode de Rabi est bonne. L’approche de Purcell pour étudier les solides et les liquides est meilleure, plus propre et plus efficace.
À l’écoute des étoiles
Deux ans après avoir remporté le prix Nobel, Purcell a fait quelque chose qui n’avait apparemment rien à voir avec l’équipement d’IRM. il leva les yeux.
En 1952, en tant que professeur à l’Université Harvard, il a observé un rayonnement d’une longueur d’onde de 21 centimètres provenant de l’hydrogène atomique neutre dans l’espace interstellaire. Cela semble sec. Ce n’est pas le cas.
L’astronome néerlandais H.C. van de Hulst avait déjà prédit ces ondes radio en 1944. Mais une prédiction n’est pas une preuve.
Purcell l’a prouvé.
Son observation a permis aux astronomes d’observer des nuages d’hydrogène dans les galaxies.
L’hydrogène est partout, mais difficile à voir à la lumière visible. Cette onde radio a tout changé.
Ils permettent aux scientifiques de cartographier la répartition de la matière dans l’univers. Ils ont mesuré la rotation de la Voie Lactée. Soudain, la Voie lactée n’était plus seulement une goutte. Une structure avec un mouvement et une masse mesurables.
Héritage des mesures
La carrière de Purcell a été marquée par une série de premières. En 1949, il devient professeur à l’Université Harvard. En 1960, il reçut la chaire Gerhard Gade. La communauté scientifique l’a remarqué. En 1979, il reçoit la Médaille nationale des sciences. Il a été nommé professeur émérite en 1980. Il prend du recul mais ne s’éloigne pas du travail.
Nous utilisons ses méthodes quotidiennement. Que vous soyez un médecin examinant une analyse des tissus mous ou un chimiste analysant un nouveau médicament.
