Un défi d’une semaine donne des résultats publiés

Ce devait être une semaine dans la nature enneigée, où les étudiants du programme PSI (Perimeter Scholars International – Boursiers internationaux de l’Institut Périmètre) partagent leur temps entre des questions de recherche ouvertes et des activités d’extérieur typiquement canadiennes, loin du labeur de leurs cours et séances de travaux pratiques habituels.

Mais ce fut davantage que cela.

Quatre des étudiants qui ont participé à la classe de neige du programme PSI organisée par l’Institut Périmètre sont co-auteurs d’un article de recherche récemment publié dans Physical Review B, la revue internationale la plus importante et la plus complète spécialisée en physique de la matière condensée et des matériaux.

Un 5^e étudiant a été l’un des auteurs d’un article concernant un des projets de recherche de la classe de neige, et un 3^e article découlant de cette retraite d’une semaine est en cours d’achèvement.

Même si, chaque année, des étudiants du programme PSI publient des articles, souvent liés à leur projet de recherche de fin d’année, aucun des participants à cette retraite d’une semaine, qui a eu lieu à Huntsville, en Ontario, n’était obligé de produire des résultats.

« Nous voulions que la classe de neige soit aussi souple et libre que possible », a déclaré James Forrest, directeur des programmes d’enseignement de l’Institut Périmètre. « L’idée était de former un groupe, de discuter, de réfléchir rapidement et de développer un ensemble d’aptitudes à la recherche. » [traduction]

Avant le début de la retraite, le corps professoral de l’Institut Périmètre a défini 7 défis de recherche pour lesquels il soupçonnait que des progrès intéressants pourraient être accomplis au cours de la semaine. Puis divers chercheurs de l’Institut se sont joints aux étudiants pour s’attaquer résolument à ces problèmes.

« Il y avait des étudiants à la maîtrise, des doctorants, des postdoctorants, des assistants du programme PSI et des professeurs, qui ont tous travaillé ensemble, a ajouté M. Forrest. Ce fut l’une des rares occasions, sinon la seule, où des personnes aux antécédents aussi différents ont pu collaborer à des projets. Sans la classe de neige, ces articles n’auraient pas existé. » [traduction]

Le programme de maîtrise PSI, qui dure 10 mois, comporte un autre aspect à souligner. Comme seulement une trentaine d’étudiants sont acceptés chaque année sur plus de 600 candidats, il devient rapidement l’un des programmes de physique les plus recherchés en Amérique du Nord.

Lauren Hayward Sierens, maintenant doctorante à l’Institut Périmètre et à l’Université de Waterloo, est une ancienne étudiante du programme PSI. Avec le professeur associé Roger Melko, elle a dirigé l’un des 7 projets de recherche de la classe de neige 2016.

C’est ce projet, sur l’entropie d’intrication en théorie des bosons libres dans un treillis, qui a donné l’article récemment publié. En une semaine, les étudiants ont appris à programmer en Python, puis ont étudié les entropies d’intrication pour des régions de diverses formes.

« Lorsque l’on mesure l’intrication, explique Mme Hayward Sierens, le modèle obtenu dépend de la forme de la région intriquée.

« En 1 dimension, il y a un modèle exact. En 2 dimensions, nous avons des modèles qui possèdent beaucoup de bonnes propriétés, mais nous n’avons toujours pas de modèle parfait. Nous avons pu démontrer que la question demeure ouverte. Il reste du travail à faire dans ce domaine. » [traduction]

La classe de neige n’avait pas seulement un objectif de recherche. C’était aussi une occasion de sortir de la corvée des cours et des séances de travaux pratiques, pour se plonger dans l’hiver canadien. Les étudiants ont fait de la raquette et du patin à glace, et goûté l’expérience de la cabane à sucre. Ils ont même joué au cricket dans la neige pour souligner les fêtes nationales de l’Australie et de l’Inde.

Au bout du compte, comme l’a dit James Forrest, la meilleure leçon de la classe de neige est simple : « La recherche, c’est amusant. » [traduction]

L’école d’hiver du programme PSI : Là où la neige rejoint la science

La période de candidature pour le programme PSI de 2017-2018 se termine le 1^er février 2017. Voir les modalités de candidature.