Le 27 février 1940, une percée dans la chimie nucléaire a ouvert une fenêtre jusqu’alors inimaginable sur l’histoire : la découverte du carbone 14. Cet isotope radioactif, initialement jugé trop instable pour être mesuré, allait devenir la pierre angulaire de la datation au radiocarbone, révolutionnant l’archéologie, la paléontologie et notre compréhension des civilisations anciennes.
La chasse à un isotope insaisissable
Au milieu des années 1930, les scientifiques ont émis l’hypothèse de l’existence d’un isotope du carbone doté d’un noyau inhabituellement lourd : deux neutrons supplémentaires. Cependant, les hypothèses dominantes suggéraient que sa demi-vie serait trop courte pour une détection pratique. Sans se laisser décourager, Ernest Lawrence, directeur du laboratoire de Berkeley, chargea les chimistes Martin Kamen et Samuel Rubin de le trouver en 1939.
Pendant près d’un an, leurs efforts n’ont rien donné. La croyance dominante était qu’elle se dégraderait trop rapidement pour être utile. Cet échec initial met en évidence un défi commun à la recherche scientifique : parfois, les découvertes les plus marquantes nécessitent de poursuivre ce qui semble impossible.
Une percée fortuite
En janvier 1940, une expérience désespérée change tout. Kamen et Rubin ont bombardé un échantillon de graphite à l’intérieur d’un cyclotron, un accélérateur de particules primitif, avec des deutons (noyaux d’hydrogène lourds). L’objectif : forcer le carbone à absorber les neutrons, devenant ainsi une forme plus lourde et radioactive. Après 120 heures de fonctionnement continu, Kamen, épuisé et désorienté, sortit du laboratoire en titubant. Il a été brièvement arrêté par la police, le prenant pour un criminel en fuite.
À son retour, Rubin a détecté de faibles signes de radioactivité dans l’échantillon. Au cours des deux semaines suivantes, ils ont raffiné le carbone en dioxyde de carbone et ont mesuré sa radioactivité avec un compteur Geiger. À leur grand étonnement, le carbone 14 ne s’est pas désintégré aussi rapidement que prévu. Leurs calculs initiaux suggéraient une demi-vie de plusieurs milliers d’années, chiffre affiné par la suite à environ 5 730 ans.
De la science fondamentale à la révélation historique
Les implications étaient immédiatement claires. Comme les chercheurs l’ont noté dans leur publication du 15 mars 1940 dans Physical Review Letters, le carbone 14 à longue durée de vie recèle un immense potentiel pour les applications chimiques, biologiques et industrielles. Au fil des années, Kamen et Rubin ont utilisé cet isotope pour tracer les voies de la photosynthèse.
Cependant, la pleine puissance du carbone 14 n’a été pleinement exploitée qu’en 1949, lorsque James Arnold et Willard Libby de l’Université de Chicago ont démontré son utilité dans la datation des matières organiques. En mesurant le rapport entre le carbone 14 et le carbone stable, ils ont pu estimer avec précision l’âge des artefacts et des fossiles anciens. Les travaux révolutionnaires de Libby lui ont valu le prix Nobel de chimie en 1960.
Un héritage compliqué par l’histoire
Malheureusement, l’histoire n’est pas sans rebondissements plus sombres. Samuel Rubin est mort dans un accident de laboratoire en 1943 et Martin Kamen a été persécuté pendant la Peur rouge. Son association avec des musiciens et ses sympathies perçues comme « gauchistes » ont conduit à son renvoi de Berkeley et à son interrogatoire devant le comité des activités anti-américaines de la Chambre. Bien qu’il n’ait jamais été reconnu coupable d’actes répréhensibles, Kamen a été la cible d’accusations sans fondement pendant des années.
La découverte du carbone 14 témoigne du pouvoir de la persévérance et du hasard. Cela a non seulement fait progresser la science nucléaire, mais a également révolutionné notre capacité à reconstruire le passé, nous connectant à des civilisations disparues depuis longtemps. L’héritage de Kamen et Rubin rappelle que le progrès scientifique a souvent un coût humain et que même les découvertes les plus objectives peuvent être captées par les courants contraires de l’histoire.
