ERNST RUSKA: BIOGRAPHIE, CONTRIBUTIONS ET REMERCIEMENTS - ARTE - 2025

Ernst Ruska (1906-1988) était un physicien allemand de premier plan qui a réussi à obtenir le prix Nobel de physique 1986, en raison des travaux menés dans le domaine de l'optique électronique, ainsi que pour sa contribution à la conception du premier microscope électronique. Ses études sur les lentilles électroniques à courtes distances focales ont été un facteur déterminant et clé dans l'innovation et l'invention ultérieures du microscope électronique.

Il a traité de la preuve expérimentale et mathématique de la théorie de Busch sur l'effet du champ magnétique d'une bobine de fil, à travers laquelle passe un courant électrique et qui est ensuite utilisée comme lentille électronique. Grâce à cette découverte, il a conçu la lentille polschuh, qui a depuis été intégrée dans tous les microscopes électroniques magnétiques à haute résolution.

Ernst Ruska. Image via: biografiasyvidas.com

Des travaux ultérieurs, menés avec Max Knoll, le conduisent en 1931 à inventer le premier microscope électronique. Avec cet instrument, deux des procédés les plus importants pour la reproduction d'images ont été introduits: les principes d'émission et de rayonnement.

En 1933, il put mettre en service un microscope électronique de sa propre construction, qui pour la première fois donnait une meilleure définition qu'un microscope optique. Au cours de sa vie, Ruska a reçu plusieurs distinctions, notamment avoir été nommé doctorat honoris causa des universités de Berlin, Kiel, Toronto et Modène.

Biographie

Vie personnelle

Ernst August Friedrich Ruska est né dans la ville de Heidelberg, en Allemagne, le 25 décembre 1906. Ses parents étaient Julius Ferdinand Ruska et Elisabeth Merx. Ce mariage a eu cinq autres enfants en plus d'Ernst.

Son père était professeur et orientaliste, réputé pour ses travaux sur l'histoire des sciences à l'époque islamique. Dans la période de la Première Guerre mondiale, Ernst a subi la perte de Hans, son frère aîné.

En 1937, Ruska épousa Irmela Ruth Geigis et eut trois enfants. À la fin de la Seconde Guerre mondiale, il eut deux autres enfants, mais le fruit d'une relation qu'il entretenait avec un employé de Siemens. La femme l'accepta finalement et le jour des anniversaires d'Ernst, il retrouva les deux familles.

C'était un homme complètement dévoué à son travail. Il est décédé le 27 mai 1988 à Berlin.

Études

Ernst a étudié dans la même école où son père enseignait. Cette période d'étude a été cruciale pour ses réalisations ultérieures, car c'est à ce stade qu'il a commencé à s'intéresser aux inventions électroniques.

Après avoir quitté l'école secondaire, il poursuit ses études à l'École technique de Munich, où il entreprend des études d'électronique entre 1925 et 1927. Puis il poursuit ses études à l'Université de Munich jusqu'en 1931, où il parvient à obtenir un diplôme en génie électronique.

Il a effectué ses stages chez Mannheim, Brown-Boveri & Co et Siemens & Halske Ltda à Berlin. Pendant ses études à l'Université de Berlin, il a commencé à travailler au High Voltage Institute, dont le directeur était le professeur Adolf Matthias. Là, il s'est familiarisé avec la technologie haute tension et sous vide.

Avec d'autres doctorants et son collègue Max Knoll, il a développé un oscilloscope à rayons cathodiques haute performance. Son intérêt s'est concentré sur le développement de matériaux pour la construction d'instruments à vide selon les principes de construction.

D'autre part, il s'est concentré sur la poursuite des conférences théoriques et des expériences pratiques sur le comportement optique des faisceaux d'électrons.

En 1934, Ernst Ruska poursuit ses études à l'Université de Berlin, où il obtient le titre académique de docteur, après avoir travaillé sur des lentilles électroniques à courtes distances focales, qui furent plus tard la clé de l'invention du microscope électronique.

Contributions à la science

Entre 1928 et 1929, il réalisa sa première étude théorique et expérimentale sur les travaux de Busch sur l'effet du champ magnétique à travers une bobine de fil. Cela laisse passer le courant électrique et peut être utilisé comme une lentille électronique.

Grâce à la réalisation de ce travail, Ruska a pu vérifier que les ondes pouvaient être raccourcies grâce à une couverture en fer en raison de la distance focale. À partir de ce moment, la lentille est apparue qui serait incorporée dans les futurs microscopes magnétiques à haute résolution, qui avaient la capacité de détecter des électrons.

Le premier microscope électronique

À la fin des années 1930, avec Max Knoll, il a conçu le premier microscope électronique, basé sur des travaux antérieurs de Louis-Victor De Broglie sur les propriétés des électrons.

Au microscope électronique, il a réussi à faire en sorte que les champs magnétiques et électriques donnent aux faisceaux d'électrons des changements similaires à la réfraction des lentilles optiques sur les ondes lumineuses.

Pour le fonctionnement du microscope électronique, la source lumineuse a été remplacée par une source d'électrons. Cela a été causé par un canon au tungstène et par l'utilisation de dispositifs électrostatiques et magnétiques. Ils ont réussi à dévier les électrons de la même manière que les lentilles avec les rayons lumineux.

Le canon à électrons produit un faisceau d'électrons accéléré par haute tension et focalisé à travers un vide absolu et des lentilles magnétiques. Le faisceau traverse alors l'échantillon qui a été préalablement déshydraté et dans certains cas recouvert d'une fine couche métallique.

Enfin, le grossissement est réalisé au moyen d'un groupe de lentilles magnétiques et l'image est formée sur une plaque photographique à émulsion à grain ultra fin, parfaite pour les gros agrandissements. Cela était également possible en transférant l'image vers un ordinateur et en impactant les électrons sur un écran sensible.

Reconnaissances

Ernst a reçu un doctorat honorifique des universités de Kiel, Berlin, Toronto et Modène. De même, il appartenait à plusieurs associations scientifiques, telles que les associations de microscopie électronique anglaise, française et japonaise. Au cours de sa vie, il a reçu les prix et distinctions suivants:

- Le prix Senckenberg en 1939 par l'Université de Francfort.

- La médaille Silberne de l'Académie des sciences de Berlin, en 1941.

- Le prix Albert-Lasker de l'American Public Health Association, San Francisco en 1960.

- La médaille d'or Diesel en 1969

- La médaille Duddel du London Institute of Physics en 1975.

- La médaille Albert von Gräfe en 1983.

- La médaille Robert Koch en 1986.

En 1986, Ernst Ruska partage le prix Nobel de physique avec Gerd Binnig et Heinrich Rohrer. Il a obtenu cinquante pour cent du prix économique, précisément pour la conception du premier microscope électronique et pour ses contributions à l'optique électronique.

Malheureusement, Reinhold Rüdenberg, qui appartenait à Siemens, était en avance sur lui avec le dépôt du brevet. Ruska, réalisant cela, revendiqua et obtint finalement la priorité. Cependant, Rüdenberg a obtenu le brevet de microscope électronique pour les États-Unis.

Références

1. Deutsche Biographie - Ruska, Ernst. (2019). Tiré de deutsche-biographie.de
2. Ernst Ruska (1906-1988). (2019). Tiré de historiadelamedicina.org
3. Ernst Ruska - ingénieur allemand. (2019). Tiré de britannica.com
4. Le prix Nobel de physique 1986. (2019). Tiré de nobelprize.org
5. Ernst Ruska - l'inventeur du microscope électronique. (2019). Tiré de leo-em.co.uk