Conférencière publique Herzberg, lundi, le 11 juin, 19h30
Rebecca Cohn Theatre, Dalhousie Centre for the Arts
Pre Nergis Mavalvala
Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO)
Massachusetts Institute of Technology
« L’Univers gauchi : la quête centenaire d’Einstein à la découverte des ondes gravitationnelles »
Les annonces récentes de la toute première détection d’ondes gravitationnelles émanant de la collision d’étoiles à neutrons et de trous noirs ont amorcé une nouvelle ère de l’astrophysique de ces ondes. Einstein avait prédit les ondes gravitationnelles il y a 100 ans. Je décrirai l’histoire scientifique, technologique et humaine derrière ces découvertes qui ouvrent de toutes nouvelles perspectives sur certains événements les plus violents et tordus de l’Univers.
Conférencière
Nergis Mavalvala est une physicienne dont les recherches sont axées sur la détection d’ondes gravitationnelles à partir des événements violents qui, dans le cosmos, créent des vagues et des ondulations dans le tissu espace-temps. Elle était membre de l’équipe scientifique qui a annoncé la première détection directe d’ondes gravitationnelles, nées de la collision de trous noirs, à l’aide des détecteurs du Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) en février 2016. Mme Mavalvala a reçu un B.A. du Wellesley College en 1990 et un doctorat de l’Institut de technologie du Massachusetts (MIT) en 1997. Elle sera chercheuse postdoctorale, puis chercheuse à l’Institut de technologie de Californie entre 1997 et 2002. Depuis, elle est professeure de physique à l’Institut de technologie du Massachusetts où elle est maintenant professeure « Marble » de physique, directrice adjointe du Département de physique et lauréate d’un prix « génie » MacArthur 2010. Dans ses temps libres, elle adore faire du vélo sur de longues distances, divers sports et fréquenter les membres de sa famille.
lundi, le 11 juin, 2018, 09h15
Stephen Nagler
Oak Ridge National Laboratory
« Neutrons pulsés, excitations fractionnaires et liquides de spin quantique »
Il y a 60 ans, le physicien canadien Bertram Brockhouse a innové par la diffusion inélastique des neutrons. Le spectromètre à axe triple, son invention, a permis de mesurer directement les phonons, magnons et d’autres excitations élémentaires collectives de la matière. Tout dernièrement, la spectroscopie temporelle de neutrons pulsés a révolutionné la pratique de la diffusion inélastique des neutrons, en partie grâce à l’énorme croissance de la puissance informatique. Cela a permis des études détaillées de phénomènes exotiques d’excitation magnétiques fractionnées. Cet exposé commencera par un survol de certaines avancées pertinentes en instruments à neutrons, surtout à la source neutronique Spallation d’Oak Ridge, dotée d’un accélérateur. L’accent se portera ensuite sur la physique des aimants quantiques et des excitations fractionnées, montrant comment la diffusion des neutrons sonde celles-ci. Puis on examinera le modèle précisément soluble grâce au treillis en nid d’abeille proposé par Alexei Kitaev, qui affiche un état fondamental des liquides de spin quantique. L’exposé se terminera par un examen des dernières expériences sur des matières affichant des interactions mutuellement concurrentes telles celles que prône M. Kitaev, montrant des preuves des excitations fractionnaires associées au liquide éponyme de spin quantique.
Conférencier
Stephen Nagler est membre de la recherche corporative du Oak Ridge National Laboratory et professeur à l’Université du Tennessee, de Knoxville, affiliée au Bredesen Center for Interdisciplinary Research and Education. Ses principaux intérêts de recherche sont en physique de la matière condensée, notamment les matières quantiques. M. Nagler a appliqué les rayons X et la diffusion des neutrons à l’étude des problèmes tels celui des transitions de phases, des phénomènes hors équilibre et des nouveaux états de la matière et de leurs excitations. M. Nagler se voit décerner un Ph.D. en physique de l’Université de Toronto en 1982 puis il passe cette année-là au Thomas J. Watson Research Center d’IBM, à Yorktown Heights, N.-Y. En 1984, il devient professeur à l’Université de la Floride et y enseigne la physique jusqu’à son entrée chez ORNL en 1995. C’est un ancien du conseil de rédaction de la revue Physical Review Letters et il siège actuellement au comité de direction de la Division des matières condensées de l’American Physical Society. M. Nagler sera professeur invité au laboratoire Clarendon de l’Université d’Oxford, au Royaume-Uni, au Weizmann Institute of Science d’Israël et au laboratoire Risø du Danemark. Il est membre de l’American Physical Society, de l’American Association for the Advancement of Science et de la Neutron Scattering Society of America.
Nergis Malvalvala, LIGO, MIT
Edmund Bertschinger, Institute Community and Equity Officer, MIT
« Vers une physique plus inclusive »
La créativité et la collaboration en vue de promouvoir une communauté respectueuse et bienveillante peuvent faire une grande différence pour les étudiants, le personnel et les enseignants dans les départements de physique, améliorant leur capacité de réussite. Des données sur la démographie et le climat d’inclusion au MIT illustrent les effets d’une direction inclusive basée sur la communauté, la culture et les valeurs. Ce court exposé présentera des résultats et des suggestions sur la façon de renforcer votre département pour tous.
Bios
lundi, le 11 juin, 2018, 15h30L’enseignement de la physique aux futurs physiciens*
Durant mes 13 années d’enseignement de la physique au premier cycle à l’Université Simon Fraser, le cours que j’ai le plus souvent donné est le deuxième d’une série de deux cours introductifs pour étudiants en sciences de la vie. Ce cours suscite des défis uniques pour diverses raisons. Tout d’abord, c’est un cours de style conférence destiné à un grand nombre d’étudiants, généralement 150-250. En second lieu, la principale raison qui incite les étudiants à suivre ce cours est qu’il est requis pour leur majeure, et non par intérêt inhérent au contenu. Il y a plusieurs autres défis dont la faiblesse de certains étudiants en mathématiques et leur horaire très chargé. Au fil des ans, j’ai adopté diverses méthodes nouvelles d’enseignement fondées sur la recherche dans l’espoir d’améliorer non seulement la compréhension de la physique chez ces étudiants, mais aussi leur amour du domaine. Dans cette allocution, je vous exposerai certains changements que j’ai apportés à ce cours et les effets qu’ils ont eus. Cela comprend tout, des stratégies visant à rendre plus interactif le temps passé en classe, aux programmes hors faculté qui fournissent une aide académique. La majorité des étudiants qui suivent ce cours travailleront éventuellement en médecine ou dans une industrie reliée aux sciences de la vie, où une bonne connaissance pratique de la physique sera irremplaçable.
*Et aux pharmaciens et physiothérapeutes et à quelques physiciens.
mardi, le 12 juin, 2018 9h15
John Dutcher
University of Guelph
Les colloïdes mous, les sciences dures et la voie de la découverte à la commercialisation
Les colloïdes sont de petites particules dont le diamètre va de nanoscopique à microscopique. Dernièrement, la recherche a été axée sur les particules colloïdales déformables ou molles, tels les microgels et les polymères en étoile, qui se comportent de façon fascinante par ex., brouillage et formation de verre en dispersions denses. Je vais décrire notre parcours depuis l’heureuse découverte initiale d’un nouveau type de particules colloïdales molles, le glycogène, produit sous forme de nanoparticules monodispersées très ramifiées dans le maïs doux, jusqu’à notre analyse détaillée de leur structure, hydration et propriétés mécaniques molles à la commercialisation de cette nanotechnologie naturelle et viable par notre filiale de Guelph, Mirexus
mardi, le 12 juin, 2018 à 17h00 *
Juan Maldacena
Institute for Advanced Studies in Princeton, NJ
« Trous noirs, trous de ver et états intriqués »
On pense que les trous noirs sont des systèmes quantiques ordinaires avec un nombre fini de micro-états, vus du dehors.
Une paire de trous noirs peuvent donc être intriqués ensemble. Une telle intrication spéciale peut être décrite par une géométrie semblable au trou noir de Schwarzschild à son extension maximale. Cette géométrie est un trou de ver intraversable.
Nous examinerons la manière de rendre ce trou de ver traversable, prenant le processus comme exemple de téléportation quantique.
Conférencier
Juan Maldacena est professeur à l’Institute for Advanced Studies de Princeton, NJ.
Il travaille à la théorie quantique des champs, la gravité quantique et la théorie des cordes. Il est surtout connu pour avoir énoncé la dualité entre la théorie quantique des champs et la gravité, qui relie les champs de jauge, les cordes et la gravité quantique. M. Maldacena voit le jour en 1968 à Buenos Aires, Argentine. Il est diplômé de l’Instituto Balseiro argentin en 1991 puis il reçoit un doctorat de l’Université Princeton en 1996. Il est professeur à Harvard avant d’entrer à l’Institut en 2001.
M. Maldacena s’intéresse principalement à l’élaboration d’une théorie de la gravité quantique. Il investiguera les propriétés des trous noirs à l’aide de la théorie des cordes, toute première candidate de la théorie de la gravité quantique. Il étudie aussi divers aspects de la dualité jauge/gravité, à la fois sous l’angle de la gravité et de la théorie des champs. Il tentera de percer avec plus de précisions les rapports entre les cordes et les champs quantiques. Il étudie en outre l’application des idées de la théorie des cordes à la cosmologie.
*La lecture du Dr Maldacena est commandité par l’Institut Périmetre et le « Pacific Institute for the Mathematical Sciences ».
mercredi, le 13 juin 2018, 10h15
Des quarks au cosmos et retour sur Terre
Voici un aperçu du modèle de matière noire offrant une explication très naturelle et simultanée de trois problèmes (non liés, croit-on) en physique corpusculaire, astrophysique et cosmologie :
- l’asymétrie observée entre la matière et l’antimatière dans l’Univers et appelée problème de la « baryogenèse »;
- la matière noire, problème vieux de 80 ans;
- le problème vieux de 80 ans, appelé « énigme du réchauffement de la couronne du soleil », par la collectivité, lorsque la température de la couronne à 2000 km au-dessus de la surface du Soleil est 100 fois plus élevée que celle à la surface même et que le spectre thermique parfait est T=5770K. Dans ce cadre, les deux types de matière (noire et visible) ont la même origine chromodynamique quantique (QCD), forment la même époque QCD et sont tous deux proportionnels à un même paramètre dimensionnel du système, la masse de protons. Cela explique comment les trois problèmes, distincts croit-on, peuvent être intimement liés et résolus simultanément dans un même cadre. Je tiens notamment à examiner deux documents très récents :
- JCAP 1710 (2017) no.10, 050 , arxiv 1707. 03400
- Solar Corona Heating by the Axion Quark Nugget Dark Matter, arXiv:1805.01897
mercredi, le 13 juin 2018, 10h45
Jean-Michel Poutissou
TRIUMF
Médaille de l’ACP 2018 pour contributions exceptionnelles de carrière à la physique
Étude de la faible interaction grâce à une équipe forte chez TRIUMF
Après avoir tracé brièvement l’histoire de ma participation aux études sur les faibles interactions chez TRIUMF, je vous exposerai les perspectives des importantes avancées et possibilités futures qui s’offrent à la jeune génération de physiciens canadiens. Tout au long de cette allocution, les neutrinos joueront un rôle spécial à titre d’outil unique mais insaisissable qui a apporté une information essentielle sur la marche de notre univers et continue de le faire.
Je signalerai les avantages de travailler en partenariat étroit avec des collègues du monde entier pourfaire avancer la connaissance fondamentale et contribuer à une société meilleure.
mercredi, le 13 juin, 2018, 17h00
Anne Martel
Sunnybrook Research Institute
Département de biophysique médicale, Université de Toronto
« Apprentissage machine pour l’analyse en imagerie médicale »
Au fil de la dernière décennie, les méthodes d’apprentissage machine ont pris de plus en d’importance en imagerie médicale. Outre les tâches plus classiques de classification, ces méthodes servent maintenant dans bien d’autres applications dont la recherche d’objets et la segmentation, l’enregistrement d’images et même leur reconstruction. Les dernières avancées en apprentissage profond ont accéléré cette tendance et l’on peut maintenant atteindre le niveau de performance humain dans plusieurs tâches diagnostiques qui possèdent d’importantes bases de données d’images marquées. Cet exposé fera un tour d’horizon de ce champ en évolution rapide et décrira comment les réseaux neuraux convolutifs peuvent servir à la classification et à la segmentation en radiologie et en pathologie numérique. On examinera aussi les défis que pose la traduction des applications en apprentissage profond de la pratique clinique.
Conférencière
La Dre Martel reçoit en 1987 un BSc en physique du King’s College, de l’Université de Londres au Royaume-Uni et un doctorat en physique médicale de l’Université de Sheffield au Royaume-Uni, en 1992. Elle sera pendant 11 ans clinicienne physicienne au Royaume-Uni avant de venir au Canada en 2003. Elle est actuellement chercheuse principale au Sunnybrook Research Institute et professeure agrégée au Département de biophysique médicale, Université de Toronto. Ses recherches gravitent autour de l’analyse en imagerie médicale, en particulier les applications d’apprentissage machine en segmentation, classification et quantification. Outre son intérêt de longue date pour la création d’outils de détection et de diagnostic assistés par ordinateur pour radiologistes, la Dre Martel s’emploie actuellement à élaborer des modèles diagnostiques pour le cancer du sein fondés sur des images numériques de pathologies. Elle est co-fondatrice et agente scientifique en chef de l’entreprise de logiciels Pathcore, spécialisée dans la création d’outils d’analyse et de gestion d’images numériques de pathologies. La Dre Martel est membre active de la collectivité de l’analyse en imagerie médicale et siège au conseil d’administration de la société MICCAI, qui représente les ingénieurs et informaticiens travaillant en analyse d’imagerie médicale et en interventions guidées par imagerie.
jeudi, le 14 juin 2018 9h00
Jeff Dahn
Dalhousie University
Pourquoi les piles lithium-ion finissent-elles par mourir et que peut-on faire face à cette situation
Les piles lithium-ion sont utilisées dans les téléphones intelligents depuis plusieurs années. Elles doivent toutefois durer au moins dix ans dans les véhicules électriques et des dizaines d’années dans les systèmes d’entreposage d’énergie électrique. Dans cette conférence, j’expliquerai pourquoi ces piles viennent à manquer et j’exposerai les méthodes simples que nous avons instaurées pour déterminer la durée des cellules lithium-ion au moyen d’expériences qui ne durent que quelques semaines. Ces méthodes simples sont essentielles aux chercheurs ainsi qu’aux fabricants et utilisateurs de piles qui ne peuvent tester de nouvelles formules chimiques de piles pendant des années afin de déterminer les meilleures piles.
La recherche universitaire et appliquée à l’université; réconciliation ou suite naturelle?
La collaboration entre les universités et l’industrie demeure un processus assez complexe en raison de la divergence naturelle des intérêts et méthodes (employées par ces deux entités) souvent difficiles à concilier.
Dans cette allocution, je vais décrire plusieurs projets de recherche fondamentale et en développement appliqué (passés et en cours), réalisés par mon équipe.
Cela comprendra une brève description des efforts de la recherche consacrés à comprendre les mécanismes fondamentaux régissant les propriétés des matériaux (telle la diffusion des molécules chirales) et l’influence de la lumière sur le comportement des organismes vivants (bactéries, insectes et humains). Je décrirai aussi brièvement plusieurs projets de développement en cours qui ont un caractère plus appliqué (tels le thermomètre à fibres, le micro-endoscope à super-résolution, etc.).
Puis je mettrai « l’accent » sur l’affaire du développement de lentilles à variation électronique à cristaux liquides. Je vais décrire l’étape correspondante de la recherche fondamentale menée sur ces lentilles, suivie de la description de leur stade de développement et, enfin, je décrirai également l’étape du transfert de cette technologie à l’industrie et des futures applications possibles.
J’espère que cet exposé suscitera des échanges fructueux susceptibles d’aider à trouver des moyens d’appuyer les collaborations de l’industrie sans compromettre le rôle fondamental de l’université.
Rituparna Kanungo
Saint Mary’s University
La spectroscopie à réaction d’isotopes rares ouvre une nouvelle ère en science nucléaire
Notre univers compte une grande variété de matières visibles parmi lesquelles on retrouve divers isotopes nucléaires qui incarnent la beauté de la nature consistant à synthétiser les pièces maîtresses, les protons et neutrons, en objets complexes possédant différentes caractéristiques. Les isotopes rares, avec une vaste asymétrie de protons et de neutrons, fournissent à nos laboratoires la possibilité d’examiner les noyaux et, de là, la matière créée dans les milieux de notre univers riches en neutrons. Ces isotopes rares, à courte vie, peuvent être étudiés dans certaines installations d’accélérateur ayant la capacité spécialisée de les produire et de les énergiser et appelées faisceaux d’ions radioactifs (IR), dont TRIUMF est l’un des centres d’excellence de calibre mondial au Canada.
Cet exposé montrera comment les faisceaux d’IR permettent de découvrir les propriétés inconnues des isotopes rares et révèlent les formes non conventionnelles des noyaux, tels leurs halo et enveloppe, leurs phénomènes d’excitation exotique et les changements fondamentaux des charges nucléaires qui abaissent les limites de notre savoir traditionnel.
Ces caractéristiques imprévues observées dans les isotopes rares ébranlent notre conception de la force de la nature qui lie protons et neutrons pour former la variété des noyaux. Régler cette question fondamentale est, depuis un siècle, un défi où les isotopes rares donnent une nouvelle dimension qui amplifie les caractéristiques d’asymétrie neutrons-protons de la force. Cet exposé montrera comment les études expérimentales des isotopes rares observables, statiques et dynamiques, peuvent éclairer les variations de différentes prescriptions qui tentent de décrire la puissance nucléaire.
jeudi, le 14 juin, 2018, 17h30
Eric Cornell
Département de physique
University of Colorado
« À la recherche de fossiles du « Big-bang » dans le spectre moléculaire »
Comment peut-on connaître les débuts de l’Univers? Comment peut-on découvrir des preuves de nouvelles particules subatomiques? On pense généralement à des télescopes de plus en plus complexes ou à des accélérateurs de particules toujours plus grands. Je vais vous parler de la troisième patte du tabouret : la mesure de précision. Nous verrons que l’humble molécule à deux atomes doit être entrevue comme un laboratoire à champ électrique ultra-élevé.
Conférencier
Eric Cornell se voit décerner un B.S. par l’Université Stanford en 1985 et un doctorat par le MIT en 1990. Ses recherches au doctorat, avec Dave Pritchard, portent sur la spectroscopie de masse de précision d’ions moléculaires simples piégés. M. Cornell entre au JILA de Boulder, au Colorado, en 1990. Depuis 1992, il est chercheur principal au National Institute of Standards and Technology. Il est membre du JILA et professeur adjoint au Département de physique de l’Université du Colorado.
Ses recherches englobent divers aspects des atomes ultra froids — en particulier, la condensation Bose-Einstein, les gaz Bose à forte interaction et les pièges d’atomes à puces. Il s’emploie aussi à utiliser la spectroscopie moléculaire de précision pour explorer les applications possibles au modèle standard de la physique des particules. Ses toutes dernières recherches comprennent un projet visant à mesurer le moment de dipôle électrique de l’électron, projet visant à investiguer la notion de physique des particules appelée « supersymétrie. »
M. Cornell reçoit le Stratton Award du NIST en 1995, le Carl Zeiss Award en 1996, le Fritz London Prize en 1996, le Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers en 1996, le I.I. Rabi Award de 1997, le King Faisal International Prize for Science en 1997, le AAAS Newcomb-Cleveland Prize de 1995-96, le Alan T. Waterman Award en 1997, la Médaille Lorentz en 1998, le R. W. Wood Prize en 1999 et la Médaille Benjamin Franklin en physique. Puis en 2000, il est élu membre de l’Optical Society of America et de la National Academy of Sciences. En 2005, il est accueilli à l’American Academy of Arts and Sciences et en 2012 il reçoit la Médaille de spectroscopie moléculaire Ioannes Marcus Marci. En 2001, il est colauréat du Prix Nobel de physique avec Carl Wieman et Wolfgang Ketterle.