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Prix du CRSNG – Médaille Herzberg

À propos du scientifique

Gerhard Herzberg

Gerhard Herzberg
Gerhard Herzberg
Photo fournie par le Conseil national de recherches Canada.

Au début des années 1920, alors que le jeune Gerhard Herzberg choisissait l’astronomie comme profession de prédilection, sa demande à l’observatoire de Hambourg, en Allemagne, lui est revenue avec le conseil suivant : « Il ne sert à rien d’envisager une carrière en astronomie à moins de disposer de ressources personnelles ».

Il s’agissait du seul « titre de compétences » qui manquait à Gerhard Herzberg. L’appui lui est venu de sa mère, devenue veuve alors qu’il était âgé de 10 ans. Mme Herzberg a fini par émigrer au Wyoming pour travailler comme ménagère, ce qui lui a permis d’envoyer de petites sommes d’argent à ses deux fils en Allemagne. Le jeune Herzberg a enduré ces années de vaches maigres et de solitude en se plongeant dans les mathématiques, la chimie et la physique.

Son intérêt pour ces matières a attiré l’attention de Herr Hillers, un remarquable professeur de physique à l’école secondaire, qui était au courant des théories révolutionnaires régissant alors la physique. Il a fait connaître à Herzberg les idées de scientifiques tels le grand physicien danois Niels Bohr, dont la théorie atomique jetait les bases de la mécanique quantique.

En 1924, bénéficiant alors d’une bourse privée d’un industriel allemand, Gerhard Herzberg s’est inscrit à l’Université technique de Darmstadt. En 1928, alors âgé de 24 ans, il avait terminé son doctorat en génie physique et publié 12 documents traitant de physique atomique et moléculaire. Il n’a donc eu aucune difficulté à obtenir une bourse de recherche postdoctorale dans l’un des meilleurs centres de physique de l’époque, l’Université de Göttingen. À Göttingen, il a travaillé sous la direction de Max Born et de James Franck, vedettes de l’époque, qui utilisaient les théories de la mécanique quantique pour percer les mystères des structures atomique et moléculaire. Il a ensuite passé une deuxième année de recherche postdoctorale à l’Université de Bristol, où il a fait des recherches sur la structure électronique des molécules diatomiques.

En 1930, Gerhard Herzberg est retourné à Darmstadt pour devenir « Privatdozent », ce qui lui permettait de donner des exposés magistraux sans rémunération, de gagner un petit salaire en dirigeant les laboratoires de recherche des étudiants de premier cycle et de poursuivre ses propres recherches. Pendant les cinq années qui ont suivi, il s’est concentré sur la spectroscopie, collaborant avec d’autres jeunes scientifiques, dont Edward Teller, avec lequel il a publié un important document sur la structure vibratoire des transitions électroniques dans les molécules polyatomiques.

En 1934, le groupe de Gerhard Herzberg comprenait John W.T. Spinks, un scientifique invité qui venait de Saskatoon, un endroit dont Gerhard Herzberg n’avait jamais entendu parler, mais qu’il n’allait pas tarder à bien connaître. Il avait été avisé qu’il serait privé de son poste parce que sa femme était juive et avait réalisé que tous deux devraient quitter l’Allemagne nazie. Il a donc demandé à John Spinks si le recteur de l’University of Saskatchewan, Walter C. Murray, pouvait l’aider à lui trouver un emploi au Canada. Bien conscient de la renommée internationale en physique moléculaire dont jouissait déjà Gerhard Herzberg à 30 ans, Walter Murray a écrit à la University of Toronto et au Conseil national de recherches Canada (CNRC). Il a ajouté par la suite :

« Si ni l’un ni l’autre de vos établissements n’est disposé à l’inviter, nous l’accueillerons avec plaisir, bien que nous ne disposions pas de moyens suffisants pour lui offrir le matériel voulu pour son travail; un homme doté de ses facultés et de ses ressources peut néanmoins accomplir beaucoup avec peu. »

Étant donné les restrictions imposées par la dépression qui sévissait alors, aucun des deux établissements n’était en mesure de profiter de cette occasion et la University of Saskatchewan, bien qu’elle n’ait disposé que de « quelques reconnaissances de dettes » dans le coffre-fort du recteur, a offert un poste à Gerhard Herzberg (avec l’appui pendant deux ans de la Fondation Carnégie). Les Herzberg sont arrivés à Saskatoon en septembre 1935, « avec 2,50 $ en poche », se rappelle Gerhard Herzberg.

Au cours des dix années qu’il a passées à Saskatoon, Gerhard Herzberg a continué de faire avancer la spectroscopie moléculaire et atomique par son travail et a rédigé trois de ses six livres classiques sur le sujet. En 1945, la University of Chicago lui a offert les vastes installations hautement perfectionnées de son réputé observatoire de Yerkes. Pour un homme qui n’avait jamais oublié ses ambitions premières de devenir astronome et qui effectuait alors des recherches liées aux comètes et aux atmosphères planétaires, l’offre était irrésistible malgré sa grande affection pour la Saskatchewan.

À Yerkes, Gerhard Herzberg a rapidement mis sur pied un laboratoire pour étudier les spectres planétaires en utilisant des méthodes d’avant-garde qui sont devenues la norme dans le monde entier, et ont permis à son groupe d’étudier les spectres d’absorption de nombreuses molécules présentant un intérêt sur le plan de l’astrophysique. Pourtant, il n’est resté à Yerkes que trois ans. Le Canada manquait aux Herzberg et lorsqu’en 1948, le CNRC a invité Gerhard Herzberg à mettre sur pied un laboratoire de recherche fondamentale en spectroscopie, il a accepté.

Au CNRC, il a immédiatement commencé à former un groupe de jeunes spectroscopistes qui devaient se spécialiser dans les techniques expérimentales afin d’étudier les régions des micro-ondes, de l’infrarouge et de l’ultraviolet visible et extrême du spectre électromagnétique. De plus, lorsqu’il a été nommé directeur de la Division de physique, il a formé de nouveaux groupes en physique de l’état solide et en physique théorique. Grâce au leadership de Gerhard Herzberg, le CNRC est devenu un chef de file international en spectroscopie, et continue aujourd’hui de jouir de cette renommée.

L’influence qu’a eue son laboratoire sur les sciences au Canada a dépassé de beaucoup le cadre du CNRC. De nombreux scientifiques qui travaillaient au CNRC, dont le second lauréat canadien du prix Nobel de chimie, John Polanyi, sont devenus des chefs de file de renommée internationale dans des domaines connexes, tels que le génie chimique et la science du laser.

Gerhard Herzberg a remporté son prix Nobel de chimie en 1971 « pour sa contribution à la connaissance de la structure électronique et de la géométrie des molécules, particulièrement des radicaux libres ». Mais ses recherches innovatrices ne se sont pas arrêtées là. Boris Stoicheff, le spectroscopiste de la University of Toronto qui a été membre du laboratoire de Gerhard Herzberg au CNRC pendant 13 ans et qui a rédigé la biographie de Gerhard Herzberg, insiste sur le fait que la productivité du lauréat du prix Nobel n’a pas pris fin avec l’attribution du prix.

« Gerhard Herzberg a maintenu ses recherches au niveau élevé habituel », dit-il. En plus d’identifier des ions d’eau dans la comète de Kohoutek et de découvrir l’hydrogène triatomique au début des années 1980 (découverte pour laquelle il a remporté une prestigieuse médaille de l’American Physical Society), il a continué d’apporter de nouvelles connaissances sur l’hydrogène et sur les radicaux libres. Même après avoir franchi le cap des 90 ans, il tentait toujours avec enthousiasme d’identifier les spectres complexes et les énigmatiques « diffuses interstellaires », connues depuis environ 60 ans, mais que l’on n’a jamais réussi à identifier ou à reproduire en laboratoire. Mais il a également consacré plus de temps à ses passe-temps favoris, soit la musique et la lecture de biographies. Il est décédé en mars 1999.

Les renseignements contenus dans le présent document d’information ont été fournis par Boris Stoicheff et sont principalement tirés d’une édition commémorative spéciale de La Physique au Canada (volume 28, avril 1972) parue en hommage au Prix Nobel Gerhard Herzberg.

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