À l’automne 1956, deux physiciens théoriciens de Columbia viennent voir leur collègue Chien-Shiung Wu. Ils ont une théorie : l’une des lois fondamentales de la physique, la conservation de la parité, ne s’appliquerait pas aux interactions nucléaires faibles. Aucune expérience n’a encore tranché la question. Ils savent qu’elle est la meilleure expérimentatrice mondiale en désintégration bêta. Ils lui demandent de concevoir et réaliser le test.
Elle avait prévu de partir en voyage : une conférence à Genève, une visite en Extrême-Orient, un retour en Chine qu’elle n’avait pas revu depuis des années. Elle annule tout. Elle passe les mois suivants à mettre au point une expérience d’une difficulté technique extrême dans un laboratoire du Bureau national des standards à Washington.
En décembre 1956, les résultats sont là. La parité n’est pas conservée. Une loi que la physique tenait pour universelle depuis trente ans vient d’être renversée. En 1957, Lee et Yang reçoivent le prix Nobel de physique pour leur théorie. Chien-Shiung Wu n’est pas nommée. Yang mentionne son rôle dans son discours d’acceptation. Pas le comité Nobel.
Liuhe, 31 mai 1912
Chien-Shiung Wu naît le 31 mai 1912 à Liuhe, dans la province du Jiangsu, près de Shanghai. Son père, Zhong-Yi Wu, est ingénieur et intellectuel. Il pense que les filles méritent une éducation au même titre que les garçons – une conviction peu répandue dans la Chine de l’époque. Il fonde lui-même l’école Mingde, une école pour les filles, dans sa ville. C’est là que Chien-Shiung fait ses premières classes.
Elle entre ensuite à l’Université centrale nationale de Nankin, où elle obtient en 1934 une licence de physique avec mention. En 1936, avec le soutien financier d’un oncle, elle s’embarque pour les États-Unis pour y faire un doctorat. Elle s’inscrit à l’Université de Californie à Berkeley, où son directeur de thèse est Ernest Lawrence – qui recevra le Nobel de physique en 1939 pour l’invention du cyclotron. Elle obtient son PhD en 1940.
En 1943, elle prend un poste à l’Université de Princeton. Elle est la première femme nommée au corps enseignant du département de physique de Princeton – une université qui à cette époque n’admet pas les femmes comme étudiantes. L’année suivante, elle rejoint Columbia University dans le cadre du Projet Manhattan, où elle travaille sur la détection des radiations et le procédé de séparation isotopique de l’uranium par diffusion gazeuse.
L’expérience qui renverse une loi de la physique
La conservation de la parité est l’un des principes les plus solides de la physique quantique. Formulé simplement : la nature ne fait pas de différence entre la gauche et la droite. Si vous regardez un phénomène physique dans un miroir, il se comporte de la même façon que l’original. Les physiciens tenaient cette symétrie pour universelle, valable pour toutes les forces fondamentales. Richard Feynman était tellement convaincu de son caractère inviolable qu’il pariait cinquante contre un qu’aucune expérience ne la réfuterait jamais.
En 1956, Tsung-Dao Lee et Chen Ning Yang réexaminent les données existantes et réalisent qu’il n’existe aucune preuve expérimentale que la parité est conservée dans les interactions faibles – celles qui gouvernent la désintégration radioactive. Ils publient leur théorie le 1er octobre 1956. La communauté scientifique est sceptique. Il faut une expérience.
Wu conçoit un test : refroidir du cobalt-60 radioactif à une température proche du zéro absolu pour éliminer l’agitation thermique, puis aligner les noyaux dans un champ magnétique et observer la direction dans laquelle ils émettent des électrons lors de leur désintégration. Si la parité est conservée, les électrons partent dans toutes les directions également. Si elle est violée, ils favorisent une direction plutôt que l’autre.
Après plusieurs mois de travail technique au laboratoire de basses températures du Bureau national des standards à Washington, Wu obtient ses résultats en décembre 1956 : les électrons partent massivement dans une seule direction. La parité n’est pas conservée dans les interactions faibles. Une loi réputée universelle vient d’être renversée par l’expérience.
L’article de Wu et son équipe est publié dans Physical Review le 15 février 1957. Pauli, qui avait refusé d’y croire, envoie une note frénétique en apprenant les premiers résultats en décembre : « Sehr aufregend. Wie sicher ist die Nachricht? » (Très excitant. Dans quelle mesure cette nouvelle est-elle sûre ?). Elle l’était.
Le Nobel, et l’après
Lee et Yang reçoivent le Nobel de physique en 1957, moins d’un an après la publication de leur théorie – un délai record qui s’explique par l’immédiateté de la confirmation expérimentale. Dans son discours d’acceptation, Yang rend hommage au travail de Wu. Le comité Nobel, lui, ne la nomme pas.
Chien-Shiung Wu reçoit en tout 23 nominations pour le prix Nobel de physique au cours de sa carrière, selon les archives Nobel consultées par Physics World en 2025. Elle ne l’obtient jamais. Sa première reconnaissance officielle pour l’expérience sur la parité arrive en 1978, avec le premier prix Wolf de physique jamais décerné.
Entre-temps, elle continue à travailler. En 1963, elle confirme expérimentalement la théorie de conservation du courant vectoriel de Feynman et Gell-Mann. Elle étudie les changements moléculaires de l’hémoglobine liés à l’anémie falciforme. En 1975, elle devient la première femme présidente de l’American Physical Society.
En 1964, lors d’un symposium au MIT, elle demande à son auditoire si les atomes, les noyaux ou les molécules d’ADN ont « une préférence pour un traitement masculin ou féminin. » La salle comprend le sens de la question.
Ce qui reste
Chien-Shiung Wu prend sa retraite de Columbia en 1981 et meurt le 16 février 1997 à New York, d’un AVC, à 84 ans. Ses cendres sont enterrées dans la cour de l’école Mingde en Chine – l’école fondée par son père, celle où elle avait appris à lire. En 1990, l’Observatoire de Nankin baptise un astéroïde en son honneur : 2752 Wu Chien-Shiung.
L’expérience qu’elle a conçue et réalisée porte son nom : l’expérience Wu. Elle est considérée comme l’une des expériences les plus importantes de l’histoire de la physique du XXe siècle. Elle a ouvert la voie à la découverte de la violation CP et, à terme, au Modèle Standard de la physique des particules – le cadre théorique qui structure aujourd’hui l’ensemble de la physique des particules.
Son histoire s’inscrit dans celle de Cecilia Payne-Gaposchkin et de Lise Meitner : un travail expérimental fondamental, une théorie des hommes récompensée, une expérimentatrice oubliée. Pour comprendre pourquoi ce schéma se répète, voir notre article sur la Journée internationale des droits des femmes.