Trois chercheurs sont devenus professeurs associés à l’Institut Périmètre, consolidant du même coup les activités de recherche de l’Institut en mathématiques et en cosmologie, ainsi que ses liens avec les universités partenaires. L’Institut Périmètre compte maintenant 19 professeurs associés nommés conjointement avec d’autres institutions canadiennes.

• Le cosmologiste Will Percival, auparavant de l’Institut de cosmologie et de gravitation de l’Université de Portsmouth, s’est joint à l’Institut Périmètre dans le cadre d’une nomination conjointe avec l’Université de Waterloo, où il est titulaire de la nouvelle chaire Lazaridis d’astrophysique.
• Matilde Marcolli, chercheuse en mathématiques et en linguistique informatique, est arrivée au Canada en provenance de Caltech dans le cadre d’une nomination conjointe avec le Département de mathématiques de l’Université de Toronto.
• Le mathématicien Ben Webster, auparavant de l’Université de Virginie, s’est joint à l’Institut Périmètre dans le cadre d’une nomination conjointe avec le Département de mathématiques pures de l’Université de Waterloo.

Neil Turok, directeur de l’Institut Périmètre, a accueilli chaleureusement les nouveaux professeurs associés. « Ces nouvelles nominations intensifient considérablement les efforts de l’Institut en cosmologie et en mathématiques, a-t-il déclaré. Ces deux domaines constituent des avenues de recherche cruciales pour progresser en physique fondamentale.

« Toutes les observations directes que nous avons de la physique au-delà du modèle standard et de la théorie de la gravitation d’Einstein viennent de la cosmologie. C’est le cas par exemple de la matière sombre, de l’énergie sombre et de la nature du Big Bang. Will Percival est un chef de file mondial de la recherche en physique fondamentale à partir de l’observation de galaxies, domaine au seuil de progrès majeurs.

« De la même manière, les nouveaux cadres théoriques dont nous avons un besoin urgent pour établir le lien entre, d’une part, la physique quantique et, d’autre part, la gravité et les autres forces présentes dans la nature, exigeront de nouveaux cadres et outils mathématiques. Matilde Marcolli et Ben Webster sont deux des jeunes mathématiciens les plus novateurs de notre époque, et ils travaillent dans des domaines étroitement liés à la physique théorique. Grâce à leur présence, l’Institut Périmètre sera un foyer de réflexion mathématique brillante à la fine pointe de la physique. » [traduction]

REPOUSSER LES LIMITES MATHÉMATIQUES

Matilde Marcolli s’intéresse à des domaines variés des mathématiques, de la physique et de la linguistique informatique. Elle a déjà des liens avec l’Institut Périmètre, à titre de titulaire d’une chaire de chercheur invité distingué. De fait, son ouvrage le plus récent, Noncommutative Cosmology (cosmologie non commutative), repose sur des discussions qu’elle a eues et des travaux qu’elle a effectués avec des chercheurs de l’Institut Périmètre pendant des séjours à l’Institut.

Mais ce n’est pas seulement la recherche qui a motivé sa décision de déménager au nord de la frontière canado-américaine : Mme Marcolli était de plus en plus inquiète de la montée d’un sentiment et de politiques antiscientifiques aux États-Unis.

« C’est une sensation extraordinaire que de pouvoir travailler et se concentrer sur la science sans avoir à se préoccuper de ce genre d’obstacles, a-t-elle déclaré. C’est un privilège que l’on tient trop facilement pour acquis. » [traduction]

EXPLORER LES CHEVAUCHEMENTS

Dans le cas de Ben Webster, dont les recherches en mathématiques pures ont toujours semblé recouper la physique d’une manière ou d’une autre, sa nomination amène ces chevauchements à un autre niveau. Ses travaux portent sur des liens possibles entre la théorie de la représentation, la physique mathématique, la géométrie et la topologie.

Depuis une décennie, il s’intéresse particulièrement à la mathématique d’une théorie quantique des champs particulière, qui peut être décrite à l’aide de deux objets ou types d’algèbre différents. M. Webster a déclaré : « C’est très difficile de comprendre quelle est la relation mathématique entre les deux.

« Ici, il y a des gens comme Davide Gaiotto qui réfléchissent aux mêmes questions, mais du point de vue de la physique. » [traduction]

À titre de professeur associé, Ben Webster a la possibilité de travailler avec des physiciens mathématiciens de l’Institut Périmètre — dont Kevin Costello et Davide Gaiotto — ainsi qu’avec des collaborateurs de l’Institut Périmètre dans le monde entier.

La collaboration avec des physiciens théoriciens exigera de sa part une adaptation rapide, mais il espère découvrir ainsi de riches territoires à explorer.

« Sur le plan intellectuel, a-t-il poursuivi, la possibilité de venir à l’Institut Périmètre représentait beaucoup. Pour un mathématicien, la communauté de chercheurs de l’Institut constitue une ressource exceptionnelle. Les séjours de scientifiques invités, la capacité d’organiser des conférences, toute la structure de l’Institut Périmètre, en font de mon point de vue un objet unique. » [traduction]

LES YEUX TOURNÉS VERS LE CIEL

Will Percival a lui aussi débuté en mathématiques. Il a ensuite travaillé dans le secteur privé avant de se rendre compte qu’il voulait poursuivre des recherches lui donnant une perspective plus vaste que celle de son emploi.

Il a donc choisi la perspective la plus vaste possible, celle de l’univers entier. Il travaille maintenant à la jonction de l’astrophysique (sur les plans de la théorie et de l’observation) et de la cosmologie. Il se consacre en particulier à l’étude des galaxies. Il est membre principal des expériences eBOSS, DESI et Euclide.

Il a accepté une double affectation à Waterloo, à titre de titulaire d’une nouvelle chaire de recherche à l’Université de Waterloo et de professeur associé à l’Institut Périmètre. Il compte constituer à l’Université de Waterloo un groupe de recherche mettant à profit les points forts des deux institutions.

« En cosmologie, a-t-il déclaré, des questions vraiment importantes demeurent sans réponse. »

Par exemple, pourquoi l’univers semble-t-il connaître une expansion accélérée, alors qu’en théorie la force d’attraction gravitationnelle devrait la ralentir? « Un certain nombre d’expériences permettront d’obtenir de précieuses données pour tester les théories concernant cette expansion accélérée. DESI et Euclid nous fourniront des mesures plus de 10 fois plus précises que celles que nous possédons à l’heure actuelle. Les données qu’elles nous procureront changeront complètement la donne. »

Mais les données d’observation ne sont efficaces que s’il y a des théories plausibles à mettre à l’épreuve. « Il faut un bon groupe de théoriciens pour aller de pair avec un bon groupe d’observation, a-t-il poursuivi. La combinaison du nouveau groupe de recherche à l’Université de Waterloo et de l’expertise disponible à l’Institut Périmètre sera formidable. » [traduction]