Comprendre l’infiniment petit exige à la fois des calculs théoriques d’une redoutable abstraction et des machines expérimentales gigantesques. Dans cet univers où les mathématiques pures rencontrent l’ingénierie lourde, Maurice Jacob s’est imposé comme l’un des esprits les plus influents de la seconde moitié du vingtième siècle. Ce physicien théoricien français a su concilier les concepts les plus pointus de la mécanique quantique avec la réalité concrète des détecteurs de particules.
Pendant plus de trois décennies au Centre européen pour la recherche nucléaire, il a façonné la politique scientifique du continent. Il a guidé les expérimentateurs vers des découvertes capitales tout en traduisant les observations brutes en modèles solides. Son influence s’étend de la théorie fondamentale des collisions à la planification des plus grands accélérateurs du monde.
Des bancs de la rue d’Ulm aux équations de l’hélicité
Né à Lyon en mars 1933, le jeune chercheur grandit dans un environnement intellectuel stimulant. Son père, professeur agrégé de physique et pédagogue reconnu, lui transmet très tôt la passion des sciences exactes. Maurice Jacob intègre l’École normale supérieure en 1953 et décroche son agrégation de sciences physiques quatre ans plus tard.
Sa carrière prend un tournant décisif lors d’un séjour de recherche aux États-Unis, au laboratoire national de Brookhaven. En collaboration avec le physicien Gian Carlo Wick, il élabore en 1959 une méthode mathématique élégante : le formalisme des amplitudes d’hélicité. Cette approche novatrice simplifie radicalement l’analyse relativiste des particules dotées d’un spin lors de leurs collisions et de leurs désintégrations.
De retour en France, il soutient en 1961 sa thèse d’État dirigée par Francis Perrin et Gian Carlo Wick. Ce travail théorique devient rapidement une référence mondiale pour analyser les résonances subatomiques. Après quelques années fructueuses au Commissariat à l’énergie atomique à Saclay, où il reçoit la médaille d’argent du CNRS, il rejoint définitivement l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire à Genève en 1967.
Le dialogue entre la théorie et les grands collisionneurs
À la fin des années 1960, la physique des hautes énergies subit une mutation profonde. Les physiciens découvrent une multitude de hadrons, ces particules sensibles à l’interaction forte, sans parvenir à expliquer totalement leur dynamique interne. Maurice Jacob se consacre alors à l’étude des processus dits inclusifs et aux propriétés d’échelle des interactions fortes.
En 1970, en collaboration avec Samuil Berman, il publie une avancée théorique majeure. Les deux chercheurs prédisent que si les protons contiennent des constituants ponctuels, les collisions proton-proton doivent produire des particules à grande impulsion transversale. Cette intuition audacieuse guide les premières observations menées sur les Anneaux de stockage à intersections du CERN, confirmant de manière éclatante la réalité des quarks et des gluons.
Le théoricien ne se contente pas d’aligner des équations dans son bureau. En effet, il anime personnellement des ateliers de travail réguliers entre théoriciens et expérimentateurs. Cette méthode de travail collaborative permet d’ajuster les programmes de recherche en temps réel et de maximiser le potentiel des installations genevoises.
De la découverte des bosons à l’avènement des jets
À l’aube des années 1980, Maurice Jacob soutient avec ferveur la transformation du super synchrotron à protons en collisionneur proton-antiproton, un projet porté par Carlo Rubbia. Avec le physicien Ron Horgan, il calcule précisément la production de jets de particules attendue lors de ces collisions à très haute énergie.
Les détecteurs géants UA1 et UA2 valident point par point ces prévisions théoriques. Ces succès spectaculaires culminent en 1983 avec la mise en évidence historique des bosons intermédiaires W et Z, médiateurs de l’interaction faible. La chromodynamique quantique s’impose alors définitivement comme la théorie standard des interactions fortes.
Vers une nouvelle matière : le plasma quark-gluon
Toujours à l’affût de nouvelles frontières, Maurice Jacob s’intéresse dès le milieu des années 1980 aux collisions d’ions lourds relativistes. Son objectif consiste à recréer en laboratoire les conditions extrêmes qui régnaient dans l’Univers primordial, quelques microsecondes après le Big Bang.
Il rassemble autour de ce défi inédit des chercheurs venus de la physique nucléaire et de la physique des particules. Selon ses analyses, des chocs entre noyaux de plomb à des vitesses proches de la lumière doivent faire fondre les protons et neutrons pour libérer leurs constituants dans une « soupe » primordiale.
En 2000, il co-évalue les résultats du vaste programme de faisceaux de plomb du CERN. Ce bilan exhaustif apporte la première preuve expérimentale directe de l’existence d’un nouvel état de la matière, le plasma quark-gluon. Ces travaux ouvrent une voie de recherche féconde, poursuivie ensuite au collisionneur RHIC aux États-Unis puis au LHC.
L’exploration de la dynamique des accélérateurs
Au-delà des particules elles-mêmes, Maurice Jacob s’est passionné pour le comportement des faisceaux au sein des accélérateurs. En collaboration avec Tai Tsun Wu, il consacre plusieurs années à l’étude des instabilités électromagnétiques et des effets de rayonnement dans les collisionneurs électron-positron.
Ces analyses pointues ont permis d’anticiper les perturbations collectives entre faisceaux croisés. Elles ont ainsi aidé les ingénieurs à optimiser la luminosité des machines et à garantir la stabilité des trajectoires sur des millions de tours.
Un diplomate de la science et un éditeur influent
L’impact de Maurice Jacob ne se limite pas à ses publications théoriques. Nommé à la tête de la division Théorie du CERN de 1982 à 1988, il gère avec bienveillance et rigueur l’accueil des plus grands talents internationaux. Il structure également les futurs projets européens à travers des rencontres décisives :
- L’organisation de la session des Houches en 1978, qui a posé le cadre scientifique du grand collisionneur électron-positron (LEP) ;
- L’atelier de Lausanne, première étape formelle vers la conception du Large Hadron Collider (LHC) ;
- La coordination des groupes d’études explorant la physique au-delà du modèle standard.
Durant les années 1990, il devient le conseiller direct de la direction générale du CERN pour les relations avec les États membres. Il déploie des trésors de diplomatie pour convaincre les gouvernements européens de financer le chantier pharaonique du LHC. Parallèlement, il conseille l’Agence spatiale européenne sur ses orientations scientifiques.
En matière de diffusion du savoir, son rôle est tout aussi fondamental. Rédacteur en chef de Physics Letters B pendant plus de deux décennies, il fonde également la prestigieuse revue de synthèse Physics Reports. Ces tribunes ont permis de fixer des standards d’excellence pour toute une génération de chercheurs à travers le monde.
Son dévouement lui vaut de présider la Société Française de Physique en 1985, puis la Société Européenne de Physique de 1991 à 1993. Élu à l’Académie des sciences en France et à l’Académie royale des sciences de Suède, il reçoit également la Légion d’honneur pour l’ensemble de son œuvre.
Rigueur intellectuelle et sensibilité humaine
Derrière l’homme d’institutions et le mathématicien rigoureux se cachait une personnalité profondément humaniste. Époux de Lise Jacob, il était le père de quatre enfants, parmi lesquels l’actrice de cinéma Irène Jacob et le guitariste de jazz Francis Jacob. Ses proches décrivent un père attentif, curieux de toutes les formes d’art et d’expression.
Grand amateur de nature, il trouvait son équilibre dans les Alpes, arpentant inlassablement le massif de l’Oisans et le Briançonnais. Passionné de botanique montagnarde, il aimait observer les espèces végétales d’altitude comme les gentianes et le génépi, retrouvant dans les reliefs alpins la même harmonie complexe que dans les symétries de la physique quantique.
Malgré une maladie invalidante affrontée avec courage pendant une décennie, il est resté actif et impliqué jusqu’à ses derniers jours. Sa disparition brutale en mai 2007 à Genève a suscité une vive émotion au sein de la communauté scientifique mondiale, qui a salué un passeur d’idées hors du commun lors d’un hommage officiel au CERN.
Par sa vision intégrée de la recherche, Maurice Jacob a prouvé que les avancées les plus spectaculaires naissent de l’écoute mutuelle entre la théorie pure et l’expérimentation de pointe. Son héritage continue d’inspirer les physiciens qui scrutent aujourd’hui les mystères de la matière aux confins de l’Univers.
