De retour en 2013, Timothée Koeth, professeur agrégé de recherche à l'Université du Maryland, reçu un cadeau d'anniversaire assez extraordinaire :une petite pochette à lunch en tissu contenant un petit objet enveloppé dans des serviettes en papier marron. Alors que Koeth décollait les couches, ses yeux s'écarquillèrent d'étonnement. Il a immédiatement demandé, "Où as-tu eu ça?"

À l'intérieur, il a trouvé un cube de métal lourd et un message chiffonné, une note provocatrice enroulée autour d'une pierre qui est venue s'écraser à travers la fenêtre de l'histoire. Il a lu, "Prise d'Allemagne, du réacteur nucléaire qu'Hitler a essayé de construire. Don de Ninninger."

L'ami de Koeth sourit, ramassa le bloc de 5 livres d'uranium métal et le lui tendit. Bien que de taille modeste, le cube était lourd, dense et ancré dans l'histoire perdue. Koeth a accepté le cube et sa note comme une invitation à l'aventure de sa vie.

Dans le numéro de mai 2019 de La physique aujourd'hui , Koeth et Miriam Hiebert, un doctorant travaillant avec lui sur ce projet à la A. James Clark School of Engineering de l'UMD, décrire ce qu'ils ont découvert en explorant la quête allemande et l'échec de la construction d'un réacteur nucléaire fonctionnel pendant la Seconde Guerre mondiale.

L'uranium est faiblement radioactif, et ce cube particulier mesure environ 2 pouces de chaque côté. "C'est étonnamment lourd, vu sa taille, et c'est toujours très amusant de voir la réaction des gens quand ils le prennent pour la première fois, " dit Hiébert.

Un lustre d'éléments nucléaires

Ce cube représente l'un des 664 composants d'uranium métal qui ont été enfilés sous une forme rappelant un lustre pour constituer le cœur d'une expérience de réacteur nucléaire qu'une équipe de scientifiques allemands a tenté de construire vers la fin de la Seconde Guerre mondiale, dont Werner Heisenberg, un physicien théoricien et l'un des principaux visionnaires de la mécanique quantique. Le lustre a été immergé dans de l'eau lourde pour réguler le taux de fission.

Le laboratoire expérimental des Allemands était petit et situé sous terre dans la ville de Haigerloch - c'est maintenant le musée Atomkeller, que le public peut visiter. "Cette expérience était leur dernière et plus proche tentative de créer un réacteur nucléaire autonome, mais il n'y avait pas assez d'uranium présent dans le cœur pour atteindre cet objectif, " dit Koeth.

L'une des choses les plus surprenantes que Koeth et Hiebert aient découvertes jusqu'à présent est que si les 664 cubes d'uranium de Haigerloch n'étaient pas suffisants pour construire un réacteur autonome, 400 cubes supplémentaires étaient situés en Allemagne à l'époque.

« Si les Allemands avaient mis leurs ressources en commun, plutôt que de les garder divisés entre séparés, expériences rivales, ils ont peut-être pu construire un réacteur nucléaire fonctionnel, " a déclaré Hiebert. " Cela met peut-être en évidence la plus grande différence entre les programmes de recherche nucléaire allemand et américain. Le programme allemand était divisé et compétitif; tandis que, sous la direction du général Leslie Groves, le projet américain Manhattan était centralisé et collaboratif."

À quel point les Allemands se sont-ils rapprochés ?

À quelle distance les Allemands se sont-ils rapprochés d'un réacteur nucléaire en état de marche ? C'est difficile de répondre, mais " il a été calculé que l'expérience du réacteur à Haigerloch aurait eu besoin d'environ 50 % d'uranium en plus pour fonctionner, " dit Koeth. " Même si les 400 cubes supplémentaires avaient été apportés à Haigerloch pour être utilisés dans cette expérience de réacteur, les scientifiques allemands auraient encore eu besoin de plus d'eau lourde pour faire fonctionner le réacteur. En dépit d'être le berceau de la physique nucléaire et d'avoir près de deux ans d'avance sur les efforts américains, il n'y avait pas de menace imminente d'une Allemagne nucléaire d'ici la fin de la guerre."

Un autre aspect important du travail de Koeth et Hiebert est un effort pour retrouver les cubes récupérés de Haigerloch qui ont fini par être expédiés aux États-Unis. "Les cubes ont été distribués à diverses personnes à travers le pays, " Hiebert a expliqué. " Nous ne savons pas combien ont été distribués ou ce qui est arrivé au reste, mais il y a probablement plus de cubes cachés dans les sous-sols et les bureaux à travers le pays, et nous aimerions les trouver!"

De nombreuses questions restent sans réponse, et les principaux parmi eux sont :Combien de ces cubes existent encore, et que leur est-il arrivé ?

"Nous espérons parler au plus grand nombre de personnes qui ont été en contact avec ces cubes, " a déclaré Hiebert. " Autant que nous avons appris sur notre cube et d'autres comme lui, nous n'avons toujours pas de réponse sur la façon dont cela s'est retrouvé exactement dans le Maryland 70 ans après avoir été capturé par les forces alliées dans le sud de l'Allemagne."

Koeth et Hiebert tentent également d'en savoir plus sur le sort des 400 autres cubes qui se sont retrouvés sur le marché noir en Europe après la guerre.

De nombreuses questions restent sans réponse, et les principaux parmi eux sont :Combien de ces cubes existent encore, et que leur est-il arrivé ? La physique aujourd'hui aidé à en retrouver quelques-uns; en savoir plus sur https://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.6.4.20190501a/full/.

L'article, "Suivre le voyage d'un cube d'uranium, " par Timothy Koeth et Miriam Hiebert, paraît dans le numéro de mai 2019 de La physique aujourd'hui .