Lise Meitner

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Lise Meitner
Lise Meitner
Image illustrative de l'article Lise Meitner
Lise Meitner, vers 1900.
Naissance 7 ou 17 novembre 1878
Vienne (Autriche)
D√©c√®s 27 octobre 1968
Cambridge (Royaume-Uni)
Nationalit√© Drapeau : Autriche autrichienne ; prit aussi la nationalit√© su√©doise.
Champs Physique nucléaire
Institution Université de Vienne
Institut de chimie Kaiser Wilhelm
Institut Manne Siegbahn
Dipl√īm√© de Universit√© de Vienne
Renommé pour Travaux sur la radioactivité et la fission nucléaire; découverte du protactinium
Distinctions Prix Enrico Fermi
Prix Lieben
√Čl√©ment 109 : meitnerium

Lise Meitner (7[1],[2] ou 17[3],[4] novembre 1878 √† Vienne, Autriche - 27 octobre 1968 √† Cambridge, Royaume-Uni) √©tait une physicienne autrichienne, naturalis√©e su√©doise. Elle est c√©l√®bre pour ses travaux sur la radioactivit√© et la physique nucl√©aire. Elle joua notamment un r√īle majeur dans la d√©couverte de la fission nucl√©aire, dont elle fournit avec son neveu Otto Frisch la premi√®re explication th√©orique. Lise Meitner est souvent cit√©e comme l'un des cas les plus flagrants de scientifiques injustement ignor√©s par le comit√© attribuant le prix Nobel[5],[6],[7],[8],[9].

Sommaire

Biographie

Enfance et études

Maison de naissance de Lise Meitner.

Elise (¬ę Lise ¬Ľ) Meitner est n√©e de famille juive √† Vienne, dans le deuxi√®me arrondissement (Leopoldstadt). Elle fut la troisi√®me des huit enfants de Philipp Meitner et son √©pouse Hedwig Meitner-Skovran.

Son p√®re fut l'un des premiers avocats juifs en Autriche. Le couple Meitner, aux id√©es lib√©rales, √©leva ses enfants dans une atmosph√®re intellectuelle stimulante, et les encouragea √† poursuivre des √©tudes avanc√©es. C'est ainsi que les cinq filles de la famille re√ßurent une √©ducation sup√©rieure, dans une soci√©t√© o√Ļ l'√©cole se terminait pour les jeunes filles √† l'√Ęge de quatorze ans.

L'universit√© autrichienne fut ouverte aux femmes en 1897. Durant une p√©riode de transition, les jeunes femmes purent √™tre admises sans √™tre pass√©es par le lyc√©e (le Gymnasium, qui jusqu'alors leur √©tait ferm√©), √† condition d'√™tre re√ßues √† l'examen final, la Matura, en tant que candidates externes. En 1899, Lise Meitner commen√ßa une pr√©paration acc√©l√©r√©e de deux ans, dans un petit groupe de trois femmes, afin de se pr√©senter √† cet examen. Elle fut re√ßue, et entra √† l'Universit√© de Vienne en 1901, √† l'√Ęge de vingt-deux ans.

Apr√®s la premi√®re ann√©e, au cours de laquelle Lise Meitner suivit de nombreux cours en physique, chimie, math√©matiques et botanique, elle se concentra sur la physique. D√®s la seconde ann√©e, elle choisit de suivre tous les cours donn√©s par Ludwig Boltzmann ; ceci t√©moigne de la fascination que ce grand physicien th√©oricien exer√ßait sur ses √©tudiants, avec qui il d√©veloppait des liens intellectuels mais aussi personnels[10].


Premiers travaux à Vienne

En 1905, Lise Meitner effectua son travail de doctorat sous la direction du jeune physicien exp√©rimentateur Franz Exner, qui introduisit √† Vienne l'√©tude de la radioactivit√©, un sujet nouveau et en plein essor. Le sujet d'√©tude de Lise √©tait cependant de nature diff√©rente : il s'agissait de v√©rifier que les √©quations de Maxwell d√©crivant la conduction de l'√©lectricit√© s'appliquent √©galement au transport de la chaleur. Elle pr√©senta en d√©cembre 1905 son travail sur la conduction de la chaleur dans les solides inhomog√®nes, et obtint la plus haute mention (summa cum laude). Le dipl√īme de doctorat lui fut attribu√© en f√©vrier 1906.

Lise Meitner demeura √† Vienne durant l'ann√©e qui suivit son doctorat. En tant que femme, elle ne pouvait esp√©rer une carri√®re acad√©mique, mais continua malgr√© tout la recherche. Elle rencontra Paul Ehrenfest, ancien √©tudiant de Boltzmann, qui attira son attention sur les articles publi√©s par Lord Rayleigh. L'un d'eux d√©crivait un effet d'optique que Rayleigh ne parvenait √† expliquer. Lise Meitner trouva l'explication et en d√©riva de nouvelles observations : ce fut son premier travail scientifique ind√©pendant.

En parallèle, elle entreprit de s'initier aux procédures expérimentales pour l'étude de la radioactivité, auprès de Stefan Meyer, assistant à l'Institut Boltzmann. Elle étudia alors l'absorption dans les métaux des rayonnements alpha et bêta. Elle établit ensuite un dispositif destiné à mettre en évidence la diffusion des particules alpha (quelques années plus tard, le même type de recherche conduisit Ernest Rutherford à la découverte du noyau atomique)[10].

Trente ans de recherche à Berlin

Carrière en Allemagne

Avec Otto Hahn, dans leur laboratoire.

Toujours sans perspective de carri√®re acad√©mique, mais b√©n√©ficiant du soutien de son p√®re, Lise Meitner partit pour Berlin en 1907 afin de suivre les cours de Max Planck. L'universit√© allemande n'√©tait alors pas encore ouverte aux femmes, et Lise dut obtenir l'autorisation du professeur pour assister √† ses cours. Planck, globalement oppos√© √† l'√©ducation des femmes mais ouvert aux ¬ę exceptions ¬Ľ, accepta Lise Meitner, et pour qui il fut ensuite un soutien important. La jeune physicienne fut rapidement remarqu√©e. Heinrich Rubens, professeur de physique exp√©rimentale, lui proposa de travailler dans son laboratoire. Le jeune chimiste Otto Hahn, assistant √† l'institut dirig√© par Emil Fischer et d√©sireux de collaborer avec un physicien, proposa √©galement √† Lise Meitner de travailler avec lui : ce fut le d√©but d'une collaboration de trente ans[11]. Otto Hahn et Lise Meitner furent de proches amis, et le rest√®rent leur vie durant malgr√© les √©v√©nements ult√©rieurs[12].

Au début de leur collaboration, Lise Meitner et Otto Hahn se trouvèrent relégués dans un laboratoire de sous-sol de l'institut dirigé dirigé par Fischer, en raison des réserves de ce dernier quant à la présence d'une femme dans son institut.

La situation √©volua lorsque fut fond√©e en 1911 la soci√©t√© Kaiser-Wilhelm pour l'Avancement des Sciences (KWG), conduisant √† la cr√©ation de plusieurs instituts de recherche. En 1912 fut cr√©√© l'Institut Kaiser Wilhelm de Chimie (KWI-C) : Otto Hann y fut embauch√©, assurant la direction du d√©partement de radiochimie. Lise Meitner le rejoignit, mais avec le statut d'invit√©e, sans salaire. Peu apr√®s cependant, elle obtint son premier emploi pay√© comme assistante de Max Planck. En 1913, apr√®s avoir re√ßu une proposition de poste de professeur associ√© √† Prague, elle obtint une position au KWI-C en tant qu'associ√©e : une d√©cision de Fischer, probablement influenc√© par Planck.

Au début de la Première Guerre mondiale, Lise Meitner s'engagea comme infirmière, manipulant les équipements à rayons X. En 1916, elle retourna à ses recherches à Berlin, malgré un certain sentiment de culpabilité pour l'abandon de son service d'infirmière[13].

En 1917 fut cr√©√© au KWI-C un d√©partement de physique, dont la direction fut confi√©e √† Lise Meitner : son statut devint alors √©quivalent √† celui d'Otto Hahn. Leur collaboration continua jusqu'√† l'exil de Lise Meitner en 1938.

Travaux scientifiques

Lise Meitner au congrès Solvay de 1933.

La longue collaboration entre Lise Meitner et Otto Hahn porte sur la radioactivité. Dès leur première année de travail en commun, unissant leurs compétences respectives de physicienne et de chimiste, ils découvrirent plusieurs isotopes. Ils devinrent réputés pour leurs travaux, notamment pour la découverte du protactinium en 1918.

Indépendamment de ses travaux avec Otto Hahn, Lise Meitner mena des recherches pionnières en physique nucléaire. Elle se consacra d'abord à l'étude des spectres de rayonnements bêta et gamma. En 1923, elle découvrit ainsi la transition non-radiative connue comme l'effet Auger, appelé en l'honneur de Pierre Auger, un scientifique français qui le découvre indépendamment deux ans plus tard. Elle découvrit également l'émission de paires électron-positron lors de la désintégration bêta plus. Elle effectua différentes mesures de la masse du neutron.

Un autre aspect important des travaux de Lise Meitner concernait l'étude des réactions nucléaires artificielles. Ainsi, en 1934, alors que ce sujet était en plein essor, elle impliqua les deux chimistes Otto Hahn et Fritz Strassmann dans le "projet uranium", un programme de recherche qui allait mener, quatre ans plus tard, à la découverte de la fission nucléaire.

Lise Meitner supervisa √©galement la construction d'un acc√©l√©rateur de particules dans le d√©partement de physique qu'elle dirigeait; cette t√Ęche fut achev√©e en 1938, peu de temps avant son d√©part d'Allemagne. [14]

Départ d'Allemagne

Lors de l'arrivée au pouvoir d'Adolf Hitler en 1933, les Juifs occupant un emploi de service public furent renvoyés ou contraints de démissionner. Une grande partie des scientifiques juifs quitta alors l'Allemagne, parmi lesquels Otto Frisch, le neveu de Lise Meitner.

Dans un premier temps, la situation fut diff√©rente pour les membres des instituts de la Soci√©t√© Kaiser-Wilhelm : en tant que fondation priv√©e, la KWG n'√©tait pas explicitement soumise √† la loi sur le service public. Cependant, en raison de la part du gouvernement et des forces conservatrices dans son financement, il y fut ordonn√© le renvoi des Juifs, √† l'exception de quelques-uns des scientifiques les plus √©minents ; parmi lesquels Lise Meitner, qui resta ainsi √† la t√™te du d√©partement de physique du KWI-C jusqu'en 1938[11].

En 1937, la KWG passa sous le contr√īle direct du gouvernement. Lise Meitner ne fut plus alors prot√©g√©e que par sa nationalit√© autrichienne ; une protection qui prit fin lors de l'annexion de l'Autriche par le Troisi√®me Reich (Anschluss) en mars 1938. En juin, elle apprit qu'elle serait prochainement renvoy√©e et interdite d'√©migration ; elle d√©cida alors de fuir l'Allemagne. Aid√©e par deux coll√®gues n√©erlandais, Dirk Coster et Adriaan Fokker, elle passa la fronti√®re des Pays Bas en juillet 1938. Elle partit ensuite pour la Su√®de, o√Ļ elle continua son travail dans le laboratoire de Manne Siegbahn √† Stockholm, mais avec peu de ressources. Elle continua de correspondre avec Otto Hahn et d'autres scientifiques allemands. Elle √©tablit √©galement une collaboration avec Niels Bohr qui voyageait r√©guli√®rement entre Copenhague et Stockholm.

Découverte de la fission

Suite √† la d√©couverte du neutron par James Chadwick en 1932, l'id√©e se propagea dans la communaut√© scientifique que des √©l√©ments plus lourds que l'uranium (le plus lourd des √©l√©ments rencontr√©s sur Terre √† l'√©tat naturel) pouvaient √™tre produits en laboratoire. Ce fut le d√©part d'une course effr√©n√©e entre les diff√©rentes √©quipes de physique nucl√©aire : les groupes d'Ernest Rutherford (Royaume Uni), Ir√®ne Joliot-Curie (France), Enrico Fermi (Italie), Otto Hahn et Lise Meitner (Allemagne), se lanc√®rent dans la comp√©tition. L'enjeu, tel qu'il √©tait alors per√ßu, n'√©tait autre que l'honneur d'√™tre les premiers √† produire ces √©l√©ments inconnus, et l'espoir de voir un tel r√©sultat r√©compens√© par un prix Nobel. Personne n'envisageait √† ce moment de possible application pour ces recherches.

Lorsque Lise Meitner fut contrainte de fuir l'Allemagne en 1938, elle poursuivit sa collaboration avec Otto Hahn par correspondance. Les deux scientifiques se rencontr√®rent clandestinement √† Copenhague en novembre 1938, afin de planifier une nouvelle s√©rie d'exp√©riences. De retour √† Berlin, Hahn r√©alisa ces exp√©riences difficiles avec Fritz Strassmann ; ils mirent en √©vidence la pr√©sence de baryum parmi les √©l√©ments produits suite au bombardement de l'uranium avec des neutrons. Ils envoy√®rent le manuscrit exposant ces observations √† la revue Naturwissenschaften en d√©cembre 1938[15]. Simultan√©ment, ils envoy√®rent une lettre √† Lise Meitner pour lui faire part de leurs r√©sultats exp√©rimentaux. √Čtant donn√©e la situation politique, Lise Meitner ne pouvait figurer comme co-auteur de la publication, malgr√© son r√īle majeur dans le d√©roulement de ces recherches.

La possibilit√© que l'uranium se brise en √©l√©ments plus l√©gers sous l'effet d'un bombardement de neutrons avait √©t√© sugg√©r√©e plusieurs ann√©es auparavant, notamment par Ida Noddack en 1934. La premi√®re explication th√©orique de ce ph√©nom√®ne fut apport√©e par Lise Meitner et son neveu Otto Frisch en f√©vrier 1939[16], en employant le mod√®le de la goutte liquide de Niels Bohr pour d√©crire le noyau atomique. Ils expliqu√®rent comment le noyau d'uranium peut se scinder en deux parties, un noyau de baryum et un de krypton, tout en √©jectant plusieurs neutrons et une grande quantit√© d'√©nergie. Ces pr√©dictions furent confirm√©es exp√©rimentalement par Frisch. Ils purent √©galement expliquer pour quelle raison aucun √©l√©ment plus lourd que l'uranium n'existe √† l'√©tat naturel : avec l'augmentation du nombre de protons, la r√©pulsion coulombienne devient si forte qu'elle l'emporte sur l'attraction de la force nucl√©aire qui lie les nucl√©ons entre eux.

Peu apr√®s la d√©couverte de la fission, la communaut√© scientifique prit conscience de la possibilit√© de produire une r√©action en cha√ģne pouvant lib√©rer une quantit√© d'√©nergie colossale. L'√©ventualit√© d'une application militaire apparut alors ; dans le contexte du d√©but de la Seconde Guerre mondiale, il fut d√©cid√© de cesser toute publication concernant la fission nucl√©aire. Pouss√©s par la peur que les Allemands ne d√©veloppent une arme nucl√©aire, les physiciens Le√≥ Szil√°rd, Edward Teller et Eugene Wigner persuad√®rent Albert Einstein d'utiliser sa c√©l√©brit√© pour attirer l'attention du pr√©sident am√©ricain Franklin Roosevelt sur ce sujet. Ceci d√©clencha le projet Manhattan, qui fut d√©velopp√© √† Los Alamos et aboutit √† la mise au point de l'arme nucl√©aire employ√©e pour d√©truire Hiroshima et Nagazaki en 1945. De son c√īt√©, Lise Meitner refusa de participer au projet Manhattan pour des raisons √©thiques : elle ne voulait pas √™tre associ√©e √† la fabrication d'une bombe.

Après la guerre

En 1946, Lise Meitner avoua ses regrets d'√™tre rest√©e en Allemagne apr√®s l'av√®nement du nazisme : ¬ę J'ai eu tort. Non seulement sur le plan pratique, mais aussi du point de vue moral[17] ¬Ľ. Elle se montra √©galement critique vis-√†-vis des scientifiques qui, bien que ne partageant par l'id√©ologie nazie, avaient travaill√© sous le r√©gime hitl√©rien : parmi eux, Werner Heisenberg et Otto Hahn. Elle leur reprocha la futilit√© d'une r√©sistance passive, et de l'aide apport√©e √† quelques amis, face √† l'ampleur des crimes commis[18].

Lise Meitner prit la nationalit√© su√©doise en 1949, mais partit vivre en Angleterre en 1960. Elle mourut √† Cambridge en 1968, peu avant d'atteindre 90 ans. Conform√©ment √† ses vŇďux, elle fut enterr√©e aupr√®s de son fr√®re Walter au cimeti√®re de l'√©glise St James, dans le village de Barmley (Hampshire). L'inscription sur sa tombe a √©t√© √©crite par son neveu Otto Frisch : ¬ę Lise Meitner : a physicist who never lost her humanity ¬Ľ (¬ę Lise Meitner, une physicienne qui n'a jamais perdu son humanit√© ¬Ľ).

Publications de Lise Meitner

Les 169 travaux publiés par Lise Meitner sont listées dans le document PDF.

Distinctions et récompenses

Timbre allemand de 1988 en l'honneur de Lise Meitner.

Lise Meitner ne re√ßut jamais le prix Nobel, bien qu'elle e√Ľt √©t√© nomm√©e trois fois pour ce prix. L'attitude du comit√© Nobel n'est cependant pas repr√©sentative de l'estime que lui portaient ses coll√®gues. Ainsi, en apprenant que le prix Nobel de chimie 1944 revenait √† Otto Hahn, le chimiste Dirk Coster √©crivit √† Lise Meitner : ¬ę Otto Hahn, le prix Nobel ! Il l'a certainement m√©rit√©. Mais il est dommage que je vous aie enlev√©e de Berlin [...] sans cela, vous l'auriez eu √©galement. Cela aurait certainement √©t√© plus juste. ¬Ľ

Par la suite, Lise Meitner re√ßut de nombreuses distinctions. Lors de sa visite aux √Čtats-Unis en 1946, elle fut re√ßue comme une c√©l√©brit√© par la presse am√©ricaine. Elle fut membre de l'Acad√©mie des Sciences autrichienne et docteur honoris causa de plusieurs universit√©s.

Durant son existence, 21 r√©compenses scientifiques et publiques lui furent remises pour ses travaux et sa vie, parmi lesquelles :

  • 1925 : prix Lieben pour l'√©tude des rayons b√™ta et gamma ;
  • 1947 : prix d'honneur de la ville de Vienne pour la science ;
  • 1949 : m√©daille Max Planck de la soci√©t√© allemande de physique, avec Otto Hahn ;
  • 1955 : prix Otto Hahn pour la chimie et la physique ;
  • 1966 : prix Enrico Fermi, avec Otto Hahn et Fritz Strassmann.
Plaque comm√©morative pour Lise Meitner et Max Delbr√ľck, √† Berlin.

Le nom de Lise Meitner fut donn√© √† plusieurs rues et √©coles, √† un institut de recherche de Berlin (le Hahn-Meitner-Institut, renomm√© Helmholtz-Zentrum en 2008). L'Union astronomique internationale a donn√© son nom √† deux crat√®res, sur la Lune et sur V√©nus, ainsi qu'√† l'ast√©ro√Įde 6999. En 1997, le nouvel √©l√©ment de num√©ro atomique 109 fut baptis√© meitn√©rium √† sa m√©moire.

Notes et références

  1. ‚ÜĎ (en) Lise Meitner (1878 - 1968) sur http://www.atomicarchive.com.
  2. ‚ÜĎ (en) Lisa Yount, A to Z of women in science and math, 2008, 368 p. [lire en ligne], p. 204 .
  3. ‚ÜĎ (de) Lise Meitner, Ein neuer Name f√ľr das Gymnasium Unterhaching sur http://www.gymnasiumunterhaching.de.
  4. ‚ÜĎ Selon (en) Ruth Lewin Sime, Lise Meitner: A Life in Physics, University of California Press, 1996 [lire en ligne] , le registre des naissances de la communaut√© juive de Vienne indique que Meitner est n√©e le 17, mais tout autre document √† son sujet indique le 7, date que Meitner a reconnu elle-m√™me.
  5. ‚ÜĎ (en)Judson, Horace : No Nobel Prize for Whining, New York Times. ¬ę Lise Meitner, the physicist first to recognize that experiments reported by two former colleagues in Berlin meant that atoms had been split, never got a prize, even though one of those colleagues, Otto Hahn, did in 1944. ¬Ľ
  6. ‚ÜĎ (en)Otto Hahn, Lise Meitner and Fritz Strassmann, Chemistry Heritage
  7. ‚ÜĎ (en)The Woman Behind the Bomb, Washington Post. Consult√© le 2007-08-03
  8. ‚ÜĎ (en)Revelations Concerning Lisa Meitner And The Nobel Prize., Science Week.
  9. ‚ÜĎ (en)Elisabeth Crawford, Ruth Lewin Sime, and Mark Walker A Nobel Tale of Postwar Injustice, Physics Today Volume 50, Issue 9, 26-32 (1997).
  10. ‚ÜĎ a et b (en)Ruth Lewin Sime, Lise Meitner: A Life in Physics, University of California Press, 1996, 1.
  11. ‚ÜĎ a et b (en) Ruth Lewin Sime, From Exceptional Prominence to Prominent Exception: Lise Meitner at the Kaiser Wilhelm Institute for Chemistry Ergebnisse 24, Forschungsprogramm Geschichte der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft im Nationalsozialismus (2005).
  12. ‚ÜĎ (de) Dietrich (ed.) Hahn, http://www.dav-buchhandlung.de/buchlang.php3?titel_id=54722 Lise Meitner: Erinnerungen an Otto Hahn, Stuttgart, S. Hirzel, 2005 (ISBN 978-3-7776-1380-2) 
  13. ‚ÜĎ (de) Charlotte Kerner, Lise, Atomphysikerin. Die Lebensgeschicte der Lise Meitner. 2. Auflage, Verlag Beltz & Gelberg, Weinheim, 2006 (ISBN 978-3-407-78812-2).
  14. ‚ÜĎ (de)Burghard Weiss, ‚ÄúLise Meitners Maschine‚ÄĚ, Kultur und Technik, mars 1992, pp.22-27.
  15. ‚ÜĎ (de) O. Hahn and F. Strassmann √úber den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle (Sur la d√©tection et les caract√©ristiques des m√©taux alcalino-terreux form√©s par irradiation de l'uranium avec des neutrons), Naturwissenschaften Volume 27, Num√©ro 1, 11-15 (1939). Re√ßu le 22 d√©cembre 1938.
  16. ‚ÜĎ (en)Lise Meitner and O. R. Frisch Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction, Nature, Volume 143, Number 3615, 239-240 (16 f√©vrier 1939). L'article est dat√© du 16 janvier 1939.
  17. ‚ÜĎ Lettre de Lise Meitner √† Gerta von Ubisch, 1er juillet 1946 (Churchill Archive Center, Lise Meitner Papers)
  18. ‚ÜĎ (en)Cornwell, Hitler's Scientists, 411

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  • MEITNER, LISE ‚ÄĒ (1878‚Äď1968), physicist and one of the small group responsible for the discovery of atomic fission. Born in Vienna, she moved to Berlin in 1917 and there joined the distinguished chemist Otto Hahn, with whom she worked in collaboration,… ‚Ķ   Encyclopedia of Judaism


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