Dans le cadre du 70e anniversaire du campus de la montagne, l’exposition «Les sciences au sommet » présente les principales recherches scientifiques qui s’y sont déroulées. Survol de cinq de ces recherches marquantes.
1943 : Laboratoire secret et bombe Atomique
Entre 1943 et 1945, l’aile ouest du pavillon principal, aujourd’hui Roger-Gaudry, abrite un laboratoire secret où on travaille à enrichir de l’uranium dans le cadre du Projet Manhattan. Les Américains utilisent à ce moment des séparateurs isotopiques. «À Montréal, ce sont principalement des chercheurs alliés qui ont utilisé une méthode chimique, en obtenant l’uranium enrichi par précipitation », explique le professeur au Départe – ment de physique Louis-André Hamel. Le physicien québécois Pierre Demers participait aux recherches.
L’uranium produit a été utilisé dans les deux bombes atomiques larguées pendant la guerre. Les travaux ont abouti à la mise au point du réacteur à eau lourde de Chalk River. «Une fois les résultats obtenus, le laboratoire a fermé, précise le professeur. Mais il aurait été visité par Marie Curie et le Général de Gaulle.»
1966 : Installation d’un accélérateur de particules
L’Université se voit dotée en 1966 d’un des premiers accélérateurs de particules au Canada. Le laboratoire qui l’accueille se spécialise alors en spectroscopie nucléaire, qui permet de mieux comprendre la structure des noyaux atomiques par l’analyse du spectre des émissions produites par le noyau lorsqu’il change de niveau d’énergie.
Les chercheurs sont aujourd’hui intéressés par la physique des particules, mais les grandes expériences se font au Grand collisionneur de hadrons du CERN, à Genève, 100000 fois plus puissant. «Nous développons ici des détecteurs de parti – cules et les transportons ensuite à Genève, explique le directeur du Groupe de physique des particules et professeur au Département de physique de l’UdeM, Claude Leroy. Plusieurs universités participent aux recherches, mais nous faisons partie de l’équipe qui a dévoilé en 2012 la nouvelle particule élémentaire, le boson de Higgs.»
1992 : Invention de la téléportation quantique
La téléportation quantique, développée par le professeur au Département d’informatique et recherche opérationnelle Gilles Brassard, utilise une propriété nommée intrication. « Si deux particules sont intriquées, même très éloignées, une opération appliquée sur l’une fera instantanément réagi r l’autre », observe-t-il. Elle permet donc de transférer instantanément de l’information entre deux points sans aucun support physique.
Contrairement à la transmission par courant électrique, l’absence de corridor physique implique l’impossibilité d’intercepter l’information. Cette invention pourrait être utilisée pour transmettre des données à l’intérieur d’un futur ordinateur à particules, ou servir de base pour l’élaboration de système de communication de masse sécuritaire. Le chercheur a également inventé la cryptographie quantique, qui permet le cryptage de messages dans des particules de façon inviolable.
2008 : Photographie et découverte de nouvelles exoplanètes
Traditionnellement, les astrophysiciens détectaient la présence de planètes extérieures à notre système solaire en observant la vitesse à laquelle les étoiles se déplacent. « Nous tentions depuis plusieurs années d’imaginer de nouvelles techniques pour prendre des photos d’exoplanètes, et nous avons développé l’imagerie angulaire différentielle », affirme le professeur au Département de physique et directeur de l’Observatoire du Mont- Mégantic, René Doyon.
Grâce à cette technique, les chercheurs obtiennent en 2008 une image de trois planètes gravitant autour de l’étoile HR8799. C’est à la fois la découverte de nouvelles planètes et l’obtention de la toute première photographie d’un système planétaire extérieur au nôtre. Cette découverte a valu au professeur Doyon et à ses étudiants Christian Morin et David Lafrenière une renommée mondiale, confirmant la position de leader en astrophysique de l’UdeM.
2012 : Nouvelles techniques en animation numérique
Une nouvelle méthode pour simuler les jeux d’ombres et de lumière dans les images numériques voit le jour en 2012 à l’UdeM. Elle permet de simuler, par exemple, la réflexion et la diffusion d’un rayon lumineux dans une scène, ou la création et l’interaction des ombres. « C’est une modélisation, nous avons écrit des équations qui capturent le comportement de la lumière et nous l’avons implémenté dans un logiciel », explique son auteur, le professeur au Département d’informatique et de recherche opérationnelle Derek Nowrouzezahrai.
La technique est maintenant utilisée par Disney et dans plusieurs jeux vidéo, par exemple pour simuler l’ombre ou les effets de la lumière dans les cheveux d’un personnage qui se déplacerait devant une fenêtre. Les modèles mathématiques ont également des applications en architecture, pour prévisualiser des bâtiments, ou encore en médecine, pour la visualisation par résonance magné tique.
