Chandrasekhara Venkata Raman n’a pas seulement étudié la lumière. Il l’a fait parler.
En 1930, ce physicien indien remporte le prix Nobel de physique. C’était la première fois qu’un scientifique asiatique gagnait dans le domaine des sciences. Le prix n’était pas pour une nouvelle machine ou un nouvel élément. Il s’agissait d’un changement subtil dans le comportement de la lumière. Lorsque la lumière traverse un matériau transparent, une partie de celle-ci se disperse et change de couleur. C’est l’effet Raman.
Cela semble simple maintenant. À l’époque, c’était une révolution.
Les travaux de Raman ont permis aux scientifiques de voir l’empreinte digitale des molécules. Vous n’avez pas besoin d’un énorme accélérateur de particules pour l’utiliser aujourd’hui. Vous avez juste besoin d’un laser et d’un détecteur. Il est utilisé dans tout, des produits pharmaceutiques à la conservation d’œuvres d’art. Mais avant cela, il fallait comprendre l’homme derrière cette découverte.
D’étudiant à fonctionnaire
Raman est né en 1888 à Trichinopoly, aujourd’hui Tiruchirappalli. Il venait d’une famille tamoule brahmane. Son père enseignait la physique et les mathématiques. Cela compte. Cela signifiait un jeune C.V. Raman avait de la science dans sa conversation au dîner.
Il bougeait vite. Il a terminé ses études secondaires à 11 ans. À 13 ans, il entre au Presidency College de Madras. À 18 ans, il avait une maîtrise en physique. Il a même publié son premier article alors qu’il était encore étudiant. Il est apparu dans Philosophical Magazine. C’était le premier article de son université à paraître dans une revue internationale.
Mais les emplois pour les scientifiques en Inde britannique étaient rares. Ainsi, en 1907, il entre dans la fonction publique. Il a travaillé au Service financier indien à Calcutta. C’était un travail de bureau. Un travail de bureau ennuyeux, selon la plupart des standards.
Il ne s’est pas arrêté.
Tout en remplissant des feuilles de calcul, il a fait des recherches sur la diffraction de la lumière et la physique des instruments de musique. Il l’a fait au sein de l’Association indienne pour la culture de la science (IACS). Son travail parallèle a attiré l’attention. En 1917, il quitte le service des finances. Il est devenu professeur au Rajabazar Science College de l’Université de Calcutta.
Il a également lancé le Indian Journal of Physics en 1926. Il a construit l’infrastructure de la science indienne.
La mer bleue et le ciel
Le chemin vers le prix Nobel a commencé par des vacances.
En 1921, Raman se rend en Angleterre. Il est passé par la Méditerranée. Il a remarqué quelque chose d’étrange. La mer était d’un bleu profond et riche. Le ciel était d’une teinte plus claire.
Les scientifiques de l’époque disaient que la couleur de l’océan provenait du reflet du ciel. Raman ne l’a pas acheté.
Il a mené des expériences avec de la lumière polarisée. Il a prouvé que l’eau elle-même diffusait la lumière. Ce n’était pas un miroir. C’étaient des molécules. Il a affiné l’explication de la raison pour laquelle la mer semble bleue. Cela a changé notre façon de voir l’optique.
Ce voyage a ouvert la voie à sa véritable percée. Il réfléchissait déjà à la manière dont la lumière interagit avec la matière. Il publia Molecular Diffraction of Light en 1922. Ce fut la première d’une longue série d’études sur la lumière diffusée.
L’effet Raman expliqué
En 1928, Raman et son élève K.S. Krishnan a fait la découverte.
Ils ont fait passer une lumière monochromatique (une seule longueur d’onde) à travers un matériau transparent. La majeure partie de la lumière est passée sans changement. Mais une infime partie dispersée.
Voici la clé. La lumière diffusée a changé de longueur d’onde.
Ce changement s’est produit parce que les molécules de lumière ont interagi avec les molécules du matériau. Ils absorbaient ou transféraient de l’énergie. La lumière a perdu ou gagné un peu d’énergie. Ce changement d’énergie signifiait un changement de couleur.
Raman l’a appelé « Une nouvelle radiation ». Il a été publié dans le Indian Journal of Physics.
Ce phénomène est désormais appelé diffusion Raman. C’est le résultat de l’effet Raman.
Pourquoi est-ce important ? Parce que chaque molécule possède une signature unique. Si vous éclairez une substance et mesurez le changement, vous savez ce qu’est cette substance. C’est non destructif. C’est précis. C’est devenu un outil fondamental en spectroscopie.
Au-delà du Nobel
Le nom de Raman est lié à la physique. Mais son travail s’étend sur plusieurs domaines.
Il a regardé l’acoustique. Il a analysé des instruments classiques indiens comme le tabla et le veena. Il a expliqué comment leur conception produisait des harmoniques. Il a donné la science à la tradition.
Il s’est penché sur la cristallographie. Il a étudié la dynamique des réseaux. Ceci décrit la façon dont les atomes vibrent à l’intérieur des solides. Il a fait progresser la compréhension des phonons. Ce sont des unités quantifiées de vibration. C’était la clé de la physique du solide.
Il a également développé la théorie Raman-Nath avec le physicien N.S. Nagendra Nath. Publié entre 1935 et 1936, il explique comment la lumière se diffracte lorsqu’elle traverse des ondes ultrasonores. Ce principe est désormais utile dans les dispositifs acousto-optiques.
Un héritage bâti sur le mentorat
Raman a été fait chevalier en 1929. Il a remporté la médaille Hughes et la médaille Franklin. En 1954, il reçut le Bharat Ratna. La plus haute distinction civile de l’Inde.
Mais son plus grand cadeau aurait pu être les personnes qu’il a formées.
En 1933, il s’installe à Bangalore. Il a dirigé le département de physique de l’Institut indien des sciences (IISc). Il élargit les programmes de recherche. Il a encadré de futurs géants.
Homi J. Bhabha a étudié sous lui. Vikram Sarabhai a étudié sous lui.
Le neveu de Raman, Subrahmanyan Chandrasekhar, a également été influencé par lui. Chandrasekhar a passé du temps dans le laboratoire de Raman. Ils ont débattu des aspects théoriques de l’effet Raman. Chandrasekhar a ensuite étudié l’évolution stellaire. Il a remporté le prix Nobel en 1983.
Raman a fondé l’Académie indienne des sciences en 1934. Après avoir pris sa retraite de l’IISc, il a fondé le Raman Research Institute (RRI) en 1948. Il en a été le directeur jusqu’à sa mort.
Il décède le 21 novembre 1970 à Bangalore.
L’Inde célèbre désormais la Journée nationale de la science le 28 février. Elle marque la découverte de l’effet Raman. La date n’est pas aléatoire. Il honore le jour où le monde a réalisé que la lumière pouvait changer de ton.
Raman a prouvé qu’il n’est pas nécessaire d’avoir un laboratoire parfait pour changer la science. Vous avez juste besoin de curiosité. Et la volonté de regarder la mer et de remettre en question ce que l’on voit.
