IMPACT QUANTIQUE
RECHERCHE FONDAMENTALE
ALAN JAMISON Professeur adjoint, physique et astronomie, IQC
COMPORTEMENT DE MOLÉCULES À L’ÉCHELLE QUANTIQUE
Alan Jamison aime observer ce qui se passe lorsque des individus forment des groupes. Les comportements changent-ils? Ou bien les groupes agissent-ils comme prévu? Il étudie ces questions dans son laboratoire, où il assemble des atomes refroidis par laser pour créer des molécules. On parle de températures extrêmement basses, de l’ordre de 100 nanokelvins — un milliard de fois plus froid que l’Antarctique en hiver.
« Les atomes sont plus faciles à observer et à contrôler à de basses températures, dit-il. Une fois qu’on les a assemblés pour former des molécules, on cherche à étudier leur comportement. » [traduction] Lorsque les atomes sont ultrafroids, on peut faire des mesures précises.
Nous avons vu des applications de ces atomes ultrafroids dans des dispositifs comme les horloges atomiques et le système GPS. Après seulement 10 ans de travaux, le refroidissement de molécules est encore un domaine de recherche nouveau.
Ces recherches sont embryonnaires, selon M. Jamison. Son intérêt pour le domaine est né d’une passion pour la recherche fondamentale et le travail en laboratoire, notamment sur des questions où la recherche théorique est dans une impasse et où seules des expériences peuvent mener à des solutions.
Dans ses temps libres, Alan Jamison collabore avec une économiste. Il étend ses recherches sur les atomes et les molécules pour comparer les réactions des gens pris individuellement avec celles qu’ils ont lorsqu’ils sont en groupe. Le comportement humain reproduit-il les systèmes de nombreuses particules quantiques? M. Jamison n’a pas encore la réponse, mais comme dans le cas de ses recherches expérimentales, il compte bien poursuivre ses travaux sur la question.
« C’est très amusant, dit-il. Nous assistons au développement de nouvelles technologies à mesure que nous faisons de la recherche. » [traduction]
VERN PAULSEN Professeur titulaire, mathématiques pures, IQC
LES MATHÉMATIQUES PURES PRENNENT PLACE À LA TABLE QUANTIQUE
Vern Paulsen, professeur de mathématiques pures qui a consacré son impressionnante carrière aux algèbres d’opérateurs, s’intéresse à l’information quantique depuis le début des années 2000.
« Les chercheurs en mécanique quantique ont commencé à me poser des questions très fascinantes » [traduction], dit-il.
Il s’est rendu compte que les mathématiques pures aident les scientifiques à comprendre des effets quantiques comme l’intrication. Elles peuvent aussi aider les chercheurs à concevoir des expériences aptes à trouver des solutions quantiques à l’aide de modèles encore inexplorés.
Il s’est joint à l’IQC en 2015, alors que ses travaux s’étendaient à l’étude des canaux quantiques abstraits — canaux de communication capables de transmettre de l’information quantique. Aujourd’hui, il enseigne les méthodes d’analyse fonctionnelle en information quantique à des étudiants diplômés, afin d’aider ceux-ci à mieux comprendre comment utiliser des modèles mathématiques dans leurs recherches.
« Tous les laboratoires de physique quantique tentent de trouver des réponses, dit-il. Les modèles mathématiques nous montrent ce qui est possible. Les théoriciens et les expérimentateurs ont donc besoin de travailler ensemble. » [traduction]
Au moment où il se prépare à prendre sa retraite du milieu universitaire en 2022, Vern Paulsen voit son séjour à l’IQC comme le couronnement de sa carrière. « C’est passionnant de découvrir comment les mathématiques peuvent orienter le processus d’expérimentation. » [traduction]
Même s’il se retire de l’enseignement, il a hâte de voir comment la prochaine génération de chercheurs en physique quantique continuera de révéler la puissance du domaine.
