DISSOCIATION DE LA MATIÈRE PAR LA LUMIERE

Ce fut en étudiant attentivement l'action de la lumière sur les métaux et en constatant l'analogie des effluves alors émis avec les rayons cathodiques que je fus conduit à découvrir l'universalité de la dissociation de la matière.

On verra dans la partie expérimentale de cet ouvrage que la technique des expériences démontrant la dissociation des corps sous l'influence de la lumière est assez simple, puisqu'elle se résume à envoyer sur un électroscope chargé positivement les effluves de matière dissociée qu'émet une lame métallique frappée par la lumière. Ces effluves ne sont pas produits uniquement par les métaux, mais par la plupart des corps. Pour quelques-uns, l'émission peut, à surface égale, être 40 fois plus considérable que celle produite par certains corps spontanément radio-actifs tels que le thorium et l'uranium.

On a contesté pendant longtemps la composition de ces effluves, que j'affirmais être de la nature des rayons cathodiques et des radiations émises par les corps radio-actifs, mais aujourd'hui aucun physicien ne nie cette identité.

Les effluves produits par l'action de la lumière

possèdent la même charge électrique que les rayons cathodiques, rendent comme eux l'air conducteur de l'électricité, et sont également déviables par un aimant.

En raison de leur faible vitesse relative qui souvent n'atteint pas 1.000 kilomètres par seconde, les particules émises par les corps sous l'influence de la lumière sont peu pénétrantes et arrêtées par des obstacles dont l'épaisseur ne dépasse pas beaucoup celle d'une feuille d'or battu. Dans le vide, leur vitesse et leur pénétration sont beaucoup plus grandes. La vitesse des électrons libérés par la lumièrç ultra-violette semble dépendre de la longueur d'onde des radiations employées.

« Chaque longueur d'onde ne libère pas, d'après Lodenberg, des électrons de toute vitesse, mais seulement des électrons dont la vitesse est répartie autour d'une vitesse moyenne caractéristique de la longueur d'onde en question. »

Nous montrerons dans la partie expérimentale de cet ouvrage que les diverses parties du spectre exercent sur la matière un pouvoir de dissociation très difl"érent et que la résistance des divers corps à la dissociation par la lumière est fort inégale.

L'ultra-violet est la région la plus active. Dans les régions extrêmes de l'ultra-violet produites par des étincelles électriques, régions qui n'existent pas dans le spectre solaire — parce que l'atmosphère les absorbe — on constate que tous les corps se dissocient avec une rapidité beaucoup plus grande qu'à la lumière ordinaire. Dans cette partie du spectre, des corps qui, ainsi que l'or et l'acier, ne sont pas influencés sensiblement par la lumière solaire, émettent des effluves en quantité assez abondante pour décharger -presque instantanément l'électroscope. Si la terre n'était pas protégée de l'ultra-violet solaire extrême par son atmosphère, la vie, dans ses conditions actuelles, serait probablement impossible à sa surface.

En étudiant l'action des diverses régions du spectre, nous constaterons cette loi importante, due à nos recherches, que Vaction dissociante des diverses radiations est en raison inverse de leur pouvoir de pénétration.

La production directe d'électricité par la dématérialisation de la matière sous l'influence de la lumière a été utilisée par Fleming pour construire une pile.

On enferme dans un ballon où on fait ensuite le vide, un alliage de potassium et de sodium liquide. On fixe parallèlement au-dessus une lame de platrne inclinée. Deux fils de platine sont mis en contact respectivement avec l'alliage et la lame puis reliés à un galvanomètre. Dès qu'on éclaire la surface de l'alliage par une puissante source de lumière, on constate la production d'un courant électrique. Sa force électro-motrice peut atteindre 0,8 volt*.

La lumière solaire ne jouit pas de la propriété de dissocier les molécules des gaz. Celles-ci ne peuvent l'être que par les radiations tout à fait extrêmes de l'ultra-violet. Si, comme cela est probable, ces radiations existent dans le spectre solaire avant leur absorption par l'enveloppe atmosphérique, une dissociation énergique des gaz de l'air doit se produire sur les confins de notre atmosphère. Cette cause a dû contribuer dans la suite des âges à priver certains astres comme la lune de leur atmosphère.

f 3. — DISSOCIATION DE LA MATIERE PAR LES REACTIONS CHIMIQUES.

Nous arrivons ici à l'une des parties les plus curieuses et les plus imprévues de nos recherches. Persuadés du caractère général des phénomènes précédemment constatés, nous nous sommes demandé si les réactions chimiques n'engendreraient pas des

1. Les détails de cette expérience •• trouvent dans le Philosophical ilagaùne de février 1909.

t)ÉMATÉRIALI3ATI0N DES COBPS ORDINAIRES 149

effluves analogues à ceux produits par la lumière sur les corps, effluves possédant toujours ce caractère commun de dissiper les charges électriques. L'expérience a pleinement vérifié cette hypothèse.

C'était là un fait absolument insoupçonné. On savait depuis fort longtemps, puisque l'observation remonte à Laplace et à Lavoisier, que l'hydrogène préparé par l'action du fer sur l'acide sulfurique était électrisé. Cette constatation aurait dû d'autant plus frapper les physiciens que l'électrisation directe d'un gaz est impossible. Un gaz laissé indéfiniment en contact avec un plateau métallique chargé d'électricité ne s'électrise jamais. Si l'air pouvait s'électriser il ne serait plus isolant, un électroscope resterait impuissant à garder aucune charge et la plupart des phénomènes de l'électricité nous seraient encore inconnus. Ce fait de l'électrisation d'un gaz par réaction chimique contenait la preuve, alors cachée, que la matière n'est pas indestructible. Il était cependant passé complètement inaperçu. Les phénomènes les plus frappants n'attirent guère notre attention que lorsqu'ils sont illuminés par d'autres ou qu'une grande généralisation oblige à les regarder d'un peu près.

Si dans l'expérience de Lavoisier, que je viens de rappeler, l'hydrogène fut trouvé électrisé, c'était uniquement parce que les atomes de ce corps avaient subi un commencement de dissociation.il est curieux de constater que la première expérience dont on pouvait déduire que la matière est périssable a eu précisément pour auteur le savant illustre dont le plus grand titre de gloire est d'avoir cherché à prouver que la matière demeure indestructible.

Les expériences réunies à la fin de cet ouvrage prouvent qu'un grand nombre de réactions chimiques, accompagnées ou non d'un dégagement de gaz, produisent des effluvent analogues aux rayons cathodiques et révèlent, par conséquent, une destruction sans retour de la matière pendant les réactions.

Parmi ces réactions, je me bornerai à mentionner ;

150 l'évolution de la ma.tière

la décomposition de l'eau par le zinc et l'acide sulfurique ou simplement par l'amalgame de sodium, la formation d'acétylène au moyen du carbure de calcium, la formation d'oxygène par décomposition de l'eau oxygénée au moyen du bioxyde de manganèse, l'hydratation du sulfate de quinine.

En ce qui concerne le sulfate de quinine, il présente des phénomènes fort curieux. Ce corps, on le savait depuis longtemps, est rendu phosphorescent par l'action de la chaleur, mais, ce qu'on ignorait complètement, c'est que, lorsqu'il a perdu sa phosphorescence, en le chauffant suffisamment, il devient vivement lumineux et radio -actif par le refroidissement. Après avoir recherché la cause de sa phosphorescence par refroidissement, et prouvé qu'elle était due à une hydratation très légère, j'ai constaté que, par suite de cette hydratation, le corps devient radio-actif pendant quelques minutes. Ce premier exemple que je découvris de dissociation de la matière, c'est-à-dire de radio-activité par réactions chimiques, me conduisit à en trouver beaucoup d'autres.

Depuis cette époque, le docteur Kalahne, professeur de physique à l'Université de Heidelberg, a repris le même sujet dans un mémoire importante « Mes observations, dit-il, confirment absolument que le phénomène chimique indiqué par Gustave Le Bon est la cause du rayonnement. » Rutherford a fait également vérifier mes résultats, relatifs au sulfate de quinine, par un de ses élèves qui leur a consacré une étude. Ce travail fut publié par la Physxcal Meview, et Rutherford en a reproduit les conclusions dans son grand ouvrage sur la radio-activité.

L'auteur constata, comme moi, que l'air devenait conducteur de l'électricité et que le phénomène était bien produit, ainsi que je l'avais dit, par hydratation

1. Annalen der physik, p. 450. < Ce mémoire, dii l'aoteur en débaiant, contient les résultais de mes recherches sur le rayonnement du sulfate de quinine découvert par Gustave Le Bon ». Un examen du mêœe sujet avait déjà été fait par M. Gâte, an laboratoire da Rutherford, mais par des méthodes différentes

du sulfate de quinine, mais il croit que la radio-activité provient d'une réaction chimique ou « d'une sorte de lumière ultra- violette » engendrée par la phosphorescence.

Que la radio-activité soit due à une réaction chimique, c'est justement ce que j'avais voulu démontrer et ce que M. Kalâhne a également confirmé. Qu'elle soit due à de la lumière ultra-violette est impossible, pour cette raison que la ph'osphorescence persiste beaucoup plus longtemps que la radio-activité, ce qui n'aurait pas lieu si cette dernière était la conséquence de la lumière produite par la phosphorescence.

Rutherford croit que les radiations ainsi produites diffèrent de celles des corps radio-actifs, en raison de leur faible pouvoir de pénétration. Il n'ignore pas, cependant, que cette pénétration ne prouve rien, puisque, suivant lui, les 99 % de l'émission du radium sont arrêtés par une mince feuille de papier et que certains corps très radio-actifs, tels que le polonium, émettent uniquement des radiations sans aucune propriété pénétrante. Je crois qu'en écrivant ce qui précède, î'éminent physicien était encore sous l'influence de l'idée, très répandue d'abord, que la radio-activité restait l'apanage exclusif d'un petit nombre de corps exceptionnels.