La résolution des problèmes de physique les plus difficiles exige beaucoup de collaboration, et il n’est pas rare que des chercheurs voyagent à l’étranger pour travailler étroitement avec des collègues d’autres institutions. La plupart de ces visites durent de quelques jours à quelques semaines, mais l’Institut Périmètre permet aux chercheurs d’expérimenter quels progrès ils peuvent accomplir pendant de plus longs séjours. Le professeur Freddy Cachazo et son collaborateur Oliver Schlotterer ont profité avec enthousiasme de cette possibilité pendant une période d’intense collaboration qui a duré un an à compter d’octobre 2017.

Oliver Schlotterer, postdoctorant à l’Institut Max-Planck de physique gravitationnelle à Potsdam, en Allemagne, et Freddy Cachazo, titulaire de la chaire Gluskin-Sheff-Freeman-Dyson à l’Institut Périmètre, travaillent sur les « amplitudes de diffusion » — objets mathématiques qui donnent des prédictions théoriques concernant les éclats subatomiques résultant de la collision de particules — et ce qu’elles peuvent nous enseigner sur la physique fondamentale. M. Schlotterer aborde les amplitudes de diffusion du point de vue de la théorie des cordes, alors que M. Cachazo apporte les perspectives fournies par la théorie quantique des champs.

Dans le Périmètre a rencontré les 2 chercheurs pour en savoir davantage sur l’expérience de ce séjour prolongé.

Dans le Périmètre : Parlez-nous de votre expérience d’un séjour d’un an. Quels sont les avantages de rester si longtemps?

Oliver Schlotterer : Un séjour aussi long était une première pour moi. J’avais déjà fait plusieurs séjours de 2 semaines, 4 semaines, à divers endroits, mais je n’avais jamais eu une telle occasion de rester à un même endroit de manière décontractée et avec une certaine stabilité.

Freddy Cachazo : L’une des choses importantes que vous pouvez constater, c’est qu’Oliver est devenu partie intégrante de l’équipe de recherche. Au cours de cette année, il a participé à la supervision de mes étudiants diplômés. Mes 2 étudiants, Alfredo Guevara et Sebastian Mizera, sont devenus très proches d’Oliver. Les deux ont collaboré avec lui à plusieurs projets de recherche, tout en travaillant sur d’autres projets avec moi, de sorte qu’ils ont été exposés à des avenues de recherche totalement différentes. C’est impossible si un scientifique invité vient même pour un mois. Un mois, ce n’est pas assez pour établir une telle relation. À l’Institut Périmètre, nous avons le programme PSI (Perimeter Scholars International – Boursiers internationaux de l’Institut Périmètre). Oliver a aussi supervisé 2 étudiants du programme PSI, ce qui aurait été impossible pour quelqu’un venant même 3 mois à la fois.

Dans le Périmètre : Que pensez-vous de votre expérience d’enseignement pendant la semaine de classe de neige du programme PSI?

OS : Cette classe de neige a été très particulière. L’idée était de faire participer activement les étudiants dès la première journée. Nous proposions un sujet sur lequel travailler, mais ce qui arrivait ensuite dépendait vraiment des étudiants. Comme cette formule était nouvelle pour moi, j’étais un peu inquiet au départ. Mais ç’a été fabuleux de voir l’enthousiasme des étudiants et de constater qu’ils étaient réellement prêts à consacrer 10 heures ou plus par jour à maîtriser ce sujet. Ce que nous suggérions était difficile et technique, mais les étudiants étaient prêts à se salir les mains et à plonger au cœur du sujet.

FC : Je ne suis pas certain que bien des gens auraient accepté comme Oliver de passer 5 jours entiers avec les étudiants!

OS : On pourrait penser que d’enseigner à 200 étudiants est plus efficace, mais travailler en profondeur avec 2 ou 3 personnes vaut mieux que de faire un exposé superficiel à un grand nombre.

Dans le Périmètre : Quel avantage voyez-vous à vous immerger dans la culture de l’Institut Périmètre, au lieu de consacrer tout votre temps à la recherche?

OS : Nos interactions de recherche ont pris la forme d’échanges d’idées. Ce n’était pas tant de faire des calculs complets ensemble, mais plutôt de partager nos visions respectives. Je m’attends à ce que cela porte fruit à plus long terme.

FC : Et une manière de partager nos idées et d’établir de possibles collaborations dans l’avenir consiste à investir dans les étudiants. C’est l’une des raisons pour lesquelles nous passons beaucoup de temps avec des étudiants.

Dans le Périmètre : Oliver, vous avez aussi participé à l’organisation en avril d’un atelier à l’Institut Périmètre sur les amplitudes de diffusion. Quelles ont été les répercussions de cet atelier dans le domaine?

OS : Les articles qui ont pu être inspirés par l’atelier ne sont pas encore rédigés, de sorte qu’il est difficile de mettre le doigt sur quelque chose de mesurable, mais ce fut formidable pour nous tous d’avoir l’occasion d’échanger des idées. Les participants étaient très ouverts et partageaient aussi des idées en cours d’élaboration. Ce fut une très belle occasion de réfléchir ensemble dans différentes directions. De plus, l’atelier a coïncidé avec le cours que Freddy et moi-même donnions dans le programme PSI. Ce cours durait 3 semaines et l’atelier occupait la semaine du milieu. Nous avons donc décidé de tenter une expérience audacieuse en confiant à d’autres les cours de cette 2^e semaine. Nous avons invité 5 participants à l’atelier à donner des cours. Deux de ces cours ont été donnés par des anciens du programme PSI. Les étudiants ont vraiment pris connaissance de beaucoup de points de vue différents.

Dans le Périmètre : Vous avez obtenu une prestigieuse subvention de démarrage du Conseil européen de la recherche, que vous utiliserez à l’Université d’Uppsala [en Suède] en 2019. Quel est l’avenir de votre collaboration avec l’Institut Périmètre?

OS : J’aurai alors ce qu’il faut pour accueillir Freddy!

FC : Tout à fait. Entre autres avantages, le fait d’accueillir des scientifiques invités nous permet d’établir des ponts. Nous avons tout à coup un lien très solide avec l’Université d’Uppsala, sans avoir eu vraiment besoin d’aller jusque là-bas. Le fait d’avoir eu Oliver pendant un an double les répercussions de ce que nous pouvons accomplir, et ce, à un coût très raisonnable.

Dans le Périmètre : Quelle est la partie la plus satisfaisante du programme de scientifiques invités?

OS : C’est toute la liberté d’agir de manière spontanée, selon l’inspiration du début de chaque journée. C’est le mélange des interactions à tous les niveaux. L’un des étudiants de Freddy, Sebastian Mizera, a appris beaucoup de nouveaux concepts mathématiques qui sont vraiment stimulants. Il a déjà établi certaines collaborations avec des mathématiciens des États-Unis. Il arrive à faire des choses dont je n’avais aucune idée et qui seront très précieuses pour moi dans un proche avenir.