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À la recherche d’un terrain commun

Des expérimentateurs et des théoriciens se rencontrent dans le cadre de la conférence Convergence pour explorer ensemble des contrées inconnues.

Peu de mystères surpassent celui de la nature de l’univers. Certains faits sont clairs — l’univers existe et il est régi par des règles que nous comprenons généralement —, mais le « comment » et le « pourquoi » demeurent insaisissables.

Dans une salle de cinéma, le public assis dans le noir attend que le prochain indice du film soit révélé. Mais pour les mystères concernant l’univers, il faut soi-même trouver et déchiffrer les indices.

Dans un cas comme dans l’autre, si l’on est concentré sur l’intrigue, on peut facilement oublier qu’il y a d’autres personnes dans la salle.

Pendant 5 jours au mois de juin, l’Institut Périmètre a fait une pause et a éteint les lumières pour tenir la conférence Convergence, qui réunissait 240 théoriciens, expérimentateurs et anciens étudiants provenant de 17 pays.

Moitié conférence officielle, moitié rencontre informelle, Convergence a fait fi des frontières entre disciplines et entre générations pour révéler, et le cas échéant résoudre, des problèmes communs. « Nous sommes à une époque extraordinaire pour la physique » [traduction], a déclaré Neil Turok, directeur de l’Institut Périmètre, en donnant le coup d’envoi de la conférence le 22 juin.

Il a jouté que les physiciens font face à des lois d’une simplicité remarquable qui régissent l’univers aux échelles les plus petites et les plus grandes, avec beaucoup de complexité intéressante entre les deux. Il est toutefois extrêmement difficile de trouver dans ces lois des failles, points faibles que l’on pourrait forcer pour ouvrir de nouvelles avenues de recherche et de savoir.

Mais cela pourrait bientôt changer. « Beaucoup d’entre nous croient que la physique est à la veille d’une nouvelle révolution. » [traduction]

Les interactions entre théorie et expérimentation ont rapidement émergé comme thème récurrent dans les exposés, les tables rondes et les périodes de questions parfois animées.

De la chasse aux ondes gravitationnelles à l’utilisation d’horloges atomiques ultrafroides comme banc d’essai d’idées théoriques, l’expérimentation et la théorie prennent à tour de rôle la tête des opérations.

Pour Natalia Toro, physicienne des particules à l’Institut Périmètre et chercheuse dont les travaux ont contribué à façonner la pratique de la physique expérimentale des particules, les échelles les plus petites « nous indiquent sans détours qu’il nous faut poser davantage de questions ».

La théorie et l’expérimentation butent contre des choses inconnues, et il faut adopter une nouvelle démarche pour pouvoir progresser. « Il est maintenant beaucoup plus difficile de trouver des expériences exploratoires qui soient à la fois pratiques et pertinentes, a ajouté Mme Toro. C’est là que la théorie et l’expérimentation constituent une formidable équipe lorsqu’elles collaborent. » [traduction]

À mesure que la conférence progressait, des scientifiques étaient plus enclins à spéculer et à faire des prédictions sur l’avenir de la physique. Immanuel Bloch, directeur scientifique de l’Institut Max-Planck d’optique quantique, et Savas Dimopoulos, physicien des particules à l’Université Stanford et titulaire d’une chaire de chercheur invité distingué de l’Institut Périmètre, ont tous deux prédit un grand avenir à de petites expériences que l’on peut relier plus rapidement et facilement à la théorie.

Pour M. Bloch, dont les travaux sur les atomes ultrafroids jettent des regards inédits sur le monde quantique, l’intérêt réside dans la réunion de plusieurs domaines. Des expériences à petite échelle ont l’avantage d’être souples et maniables, ce qui permet aux chercheurs de modifier les conditions initiales sans les contraintes de l’observation.

« Je crois que les gens devraient être plus ouverts à ce genre d’expériences. Ils ont de la difficulté à attirer l’attention et à obtenir du financement. » [traduction]

Comme les exposés étaient volontairement destinés à un large public de physiciens, il y avait toujours un parfum de découverte lorsque des experts d’un domaine prenaient connaissances des idées et défis les plus récents dans bien d’autres domaines, qu’il s’agisse de la chasse aux exoplanètes et aux ondes gravitationnelles ou des parallèles possibles entre des métaux étranges et les trous noirs.

Dans ce contexte, « Je ne sais pas » était non seulement une réponse acceptable, mais c’était la réponse la plus intéressante. « C’est comme cela que de nouvelles idées peuvent germer d’un domaine à un autre », a déclaré Nergis Mavalvala, astrophysicienne et professeure au MIT. « Si nous comparons les manières dont quelque chose se manifeste dans les expériences d’autres scientifiques et dans les miennes, il se peut que l’on trouve des choses en commun. » [traduction]

La conférence Convergence n’a pas révélé la nature de l’univers, mais ce n’était pas son but. Dans le théâtre des idées, elle visait plutôt à lever le rideau pour dévoiler une image plus vaste et à proposer des avenues prometteuses d’exploration conjointe.

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