L’obtention d’un doctorat est un accomplissement remarquable, qui représente des années de détermination et d’efforts — et que bien peu réalisent dès l’âge de 23 ans.

C’est exactement ce que Lena Funcke, postdoctorante à l’Institut Périmètre, a accompli. Elle est cette année la lauréate du prix Dieter-Rampacher, remis par la Société Max-Planck à un seul récipiendaire d’un doctorat dans l’ensemble de son réseau de 84 instituts. Ce prix est réservé au plus jeune récipiendaire d’un doctorat (habituellement âgé de 25 à 27 ans, selon la description du prix). Il souligne la thèse exceptionnelle de Lena Funcke, qui a obtenu son doctorat summa cum laude, la plus haute mention possible.

Les recherches qu’elle a menées pour son doctorat à l’Institut Max-Planck de physique et à l’Université Ludvig-Maximilian de Munich portaient sur des questions fondamentales à la jonction de la physique des particules et de la cosmologie. Le modèle standard de la physique des particules est une théorie incroyablement fructueuse, qui prédit et explique une bonne partie de ce que nous savons à propos des particules et de leurs interactions, mais il y a certains écarts entre la théorie et les observations.

« Un exemple particulièrement intéressant est le fait que le modèle standard prédit des neutrinos dépourvus de masse, explique Mme Funcke, alors que nous avons déterminé par l’expérience que les neutrinos ont une masse. C’était le sujet principal de mes recherches de doctorat : élaborer un modèle allant au-delà du modèle standard et pouvant expliquer la masse des neutrinos. »

Avec Gia Dvali, son directeur de thèse, Lena Funcke a élaboré un modèle dans lequel la masse des neutrinos apparaît très tard dans l’histoire de l’univers. « Il s’agit d’une démarche unique, car les autres modèles prédisent généralement que la masse des neutrinos apparaît peu après le Big Bang, poursuit Mme Funcke. Si notre modèle est vrai, cela pourrait avoir d’importantes répercussions sur la manière de comprendre l’évolution récente de l’univers. » [traduction]

Alors que de nombreuses autres hypothèses allant au-delà du modèle standard ne pourront pas faire l’objet de vérifications expérimentales avant des décennies, le modèle de Mme Funcke fait des prédictions précises qui peuvent être testées bientôt — une au cours de la prochaine année et une autre d’ici une décennie. « C’est ce qui est le plus excitant » [traduction], dit-elle.

Actuellement, à titre de postdoctorante à l’Institut Périmètre, Lena Funcke étudie les conséquences cosmologiques et astrophysiques de son modèle. Elle apprécie particulièrement les possibilités de collaboration avec des scientifiques résidants et des chercheurs invités venant d’institutions du monde entier.

« Je bénéficie énormément de la nature interdisciplinaire de la communauté de chercheurs de l’Institut Périmètre, dit-elle, ainsi que de l’ambiance d’ouverture et de collaboration par lequel cet institut se distingue. » [traduction] Le milieu de l’Institut Périmètre s’est avéré un terreau fertile pour les nouveaux projets de Mme Funcke, qui font appel à des technologies émergentes, dont celles de l’informatique quantique.

Lena Funcke recevra son prix lors de l’assemblée générale de la Société Max-Planck qui se tiendra fin juin à Hambourg. Ce prix a été institué par Hermann Rampacher en mémoire de son frère, Dieter Rampacher, étudiant en physique mort au combat en 1945, à l’âge de 20 ans.

Mais comment fait-on pour terminer un doctorat à l’âge de 23 ans? « Il y a bien des explications », répond Mme Funcke en riant. « En résumé, ma passion d’apprendre a accéléré un peu les choses. »

Enfant précoce, Lena Funcke a sauté 2 années au primaire. « Ensuite, dit-elle, au secondaire, je me suis rendu compte que j’étais passionnée par des choses qui allaient au-delà du programme scolaire. » [traduction]. Elle s’est alors inscrite à un programme de l’université la plus proche, qui permettait de remplacer certains cours du secondaire par des cours de niveau universitaire.

Comme elle avait suivi plusieurs cours universitaires de physique et de philosophie — en plus d’avoir corédigé un article scientifique — au moment où elle a terminé son secondaire, Lena Funcke a obtenu en seulement 2 ans un diplôme de 1^er cycle universitaire en physique. À l’âge de 20 ans, elle a complété avec distinction une maîtrise en physique d’une durée d’un an à l’Université de Cambridge. Elle a ensuite fait son doctorat en 3 ans en Allemagne.

Sa motivation à répondre à de profondes questions sur l’univers est alimentée par une curiosité sans bornes. « Je suis très intéressée par des questions philosophiques fondamentales, dit-elle. Quelles sont les structures sous-jacentes de notre monde? Comment les constituants élémentaires de l’univers sont-ils reliés à ses structures les plus vastes?

« La philosophie pose de grandes questions, mais les mathématiques fournissent de très bons outils pour y répondre. La physique est une formidable combinaison de ces deux domaines. » [traduction]