La carrière universitaire
p. 24-28
Texte intégral
1Sitôt sa thèse achevée, en 1936, Kastler est nommé maître de conférences à l’université de Clermont-Ferrand. Il y reste deux ans. Puis, en 1938, il est rappelé à Bordeaux et nommé professeur sur la chaire de physique libérée par le départ en retraite de Pierre Daure. C’est aussi l’année de la naissance de son troisième enfant, et second fils, Claude (futur professeur de langues).
2En 1941, Georges Bruhat l’appelle à l’ENS pour remplacer Pierre Auger, parti aux États-unis pour fuir l’occupation allemande. Cette première année d’Occupation (1940-1941) est difficile pour de nombreux Français ; mais elle l’est tout particulièrement pour Alfred Kastler, touchant de plein fouet la personnalité qu’il s’était construite à la croisée des deux sociétés allemande et française, qui se retrouvent maintenant en conflit. Kastler évoquera plus tard dans son livre de poèmes le profond désarroi dans lequel il est alors plongé. Désarroi d’autant plus grand qu’il reçoit la visite à son domicile d’un responsable de la Kommandantur de Bordeaux, venu lui demander, en tant qu’ancien citoyen allemand, de collaborer à l’effort de guerre des scientifiques allemands (ce que bien sûr il refuse).
3Accepter la proposition de Bruhat l’oblige à regagner Paris rapidement, laissant provisoirement derrière lui son épouse (professeur au lycée de la ville) avec trois jeunes enfants, dans une maison isolée de la banlieue de la ville. Il est prêt à renoncer mais sa femme, Élise, comprend que cette mutation serait pour lui, tout à la fois, un remède à son désarroi et une chance pour son avenir. C’est elle qui insiste pour qu’il parte (selon le témoignage de leur fille Mireille). Dès lors, toute la carrière de Kastler se poursuit sur une chaire de l’université de Paris affectée à l’ENS.
4Pendant cette période, et jusque vers la fin des années 1940, les recherches de Kastler s’orientent dans deux directions distinctes : d’une part les spectres Raman des monocristaux (avec son collègue A. Rousset de Bordeaux, puis les thèses d’A. Frühling et de J. Chapelle) et d’autre part l’analyse très fine de la raie D d’émission du sodium dans le ciel crépusculaire (avec J. Bricard et J. Blamont). Les méthodes mises au point par Kastler dans ce second domaine serviront plus tard en aéronomie spatiale.
5Tout au long de ces années, Kastler est le professeur de Jean Brossel, son futur collaborateur, avec qui il noue une relation exceptionnelle qui devait durer le restant de leur vie. Brossel, alors étudiant à l’ENS, effectue son premier travail expérimental dans le laboratoire de Kastler, avant de passer l’agrégation et de terminer ses études, juste après la Libération, en 1945.
L’après-guerre
6Asphyxiés par une coupure totale de l’information scientifique internationale et par la quasi-absence de crédits de recherche pendant les quatre années d’Occupation, les laboratoires français manquaient de tout et se trouvaient pratiquement vides à la fin de la guerre. Kastler conseille alors à Jean Brossel de profiter des bourses destinées à de jeunes physiciens pour se former à l’étranger : il restera trois ans en Grande-Bretagne, puis trois ans aux États-Unis (au MIT).
7Simultanément les contacts retrouvés avec les laboratoires étrangers introduisent en France des idées neuves et permettent le démarrage de nouvelles recherches. On citera par exemple, à l’ENS, sous l’impulsion du professeur Rocard, les semi-conducteurs avec Pierre Aigrain et Claude Dugas ; ainsi que la résonance magnétique avec Michel Soutif et l’équipe d’Anatole Abragam, accueillie quelque temps rue Lhomond (dans l’attente de ses locaux de Saclay).
8De son côté, Jean Brossel reste en contact épistolaire avec Alfred Kastler ; c’est au cours de ces échanges qu’est né le concept d’expériences de double résonance (optique et hertzienne) publié en commun, en 1949, dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences : il s’agissait d’utiliser une résonance optique pour permettre l’observation d’une résonance à fréquence hertzienne (résonance magnétique par exemple). La première expérience de ce type fut alors réalisée par Jean Brossel aux États-Unis en utilisant les générateurs radios développés là-bas pendant la guerre.
9Pendant ce temps, Kastler poursuivait sa réflexion en généralisant les mêmes idées. Lors d’une conférence à la Société française de physique, il propose l’idée du « pompage optique », publiée en 1950 dans le Journal de physique sous le titre plus indigeste mais plus explicite de « Production optique et détection optique d’une inégalité des populations des niveaux de quantification spatiale des atomes ». Les niveaux de quantification spatiale sont encore appelés « sous-niveaux Zeeman » (voir figure 9, infra, p. 31).
Ses Livres d’enseignement
10Avant de parler plus longuement de ces nouvelles recherches, il nous faut ajouter quelques mots sur l’activité d’enseignement de Kastler. Nous avons évoqué plus haut sa passion pour l’enseignement dont mes camarades et moi avons été les témoins à l’ENS comme à l’université. La clarté de ses exposés était unanimement reconnue par les étudiants. La petite pointe d’accent germanique qu’il conservait encore dans les années 1950, ne gênait nullement la compréhension et avait presque disparu vers la fin de sa carrière.
11Après la Libération, cette réputation conduisent les éditions Masson à lui confier la révision de deux ouvrages, parmi les quatre publiés avant-guerre par Georges Bruhat : l’Optique et la Thermodynamique, qui deviendront l’Optique et la Thermodynamique de Bruhat-Kastler. L’activité de recherche de Bruhat s’était développée dans le domaine de l’optique physique et son livre d’optique était le meilleur. Kastler en conserve les trois quarts, mais il réécrit le dernier quart consacré au développement de la spectroscopie atomique, qui s’était largement transformée. L’enseignement de la thermodynamique ayant par ailleurs subi une profonde révolution, Kastler dut le réécrire entièrement.
Figure 8 – Alfred Kastler dans les années 1950.

12Toujours dans le domaine de l’écriture pédagogique, il faut également signaler le petit livre de vulgarisation sur la physique atomique, intitulé Cette étrange matière, paru en 1976 (chez Stock), et qui décrit, avec le minimum de calcul, l’histoire des cent années qui ont conduit à la connaissance moderne de l’atome (du nombre d’Avogadro à l’onde de matière de Louis de Broglie). Kastler y expose les problèmes de l’indéterminisme dans la microphysique et il insiste sur l’idée que tous les acquis de la physique conduisent à des renoncements ou des impossibilités : le principe de conservation de l’énergie montre l’impossibilité de créer de l’énergie ; le principe de Carnot montre l’impossibilité de transformer toute la chaleur en travail ; le principe d’incertitude de Heisenberg montre l’impossibilité d’assigner des trajectoires précises aux corpuscules de la microphysique. Dans une dernière partie, Kastler présente quelques exemples d’aspects positifs de la mécanique quantique et de notre connaissance des atomes : effets tunnel et Josephson, résonance magnétique, masers et lasers. On doit aussi rappeler les nombreux articles publiés à l’occasion de ses conférences en histoire des sciences (voir Annexe, p. 68-70).
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