Jack Araz trouve des failles dans notre compréhension de l’univers

C’est une question vieille comme le monde : Quelle est l’origine de toute chose? Trouver réponse à cette quête existentielle – c’est ce qui motive Jack Araz à mener ses recherches actuelles.

En quatrième année d’un doctorat au Département de physique, le jeune chercheur s’intéresse à la compréhension que nous avons de l’univers, particulièrement en ce qui a trait à la matière noire. Il fait partie du groupe de recherche de Mariana Frank, et a déjà été président de l’Association des étudiants et étudiantes aux cycles supérieurs en physique de l’Université Concordia.

Membre actif de la communauté des chercheurs de l’établissement, M. Araz a récemment publié les résultats de ses travaux dans la revue Journal of High Energy Physics, et a donné des conférences à l’Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne, à l’Université de Rome (« La Sapienza ») et à l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), en Italie.

Tout a commencé par une simple curiosité personnelle

Quel est le rapport entre cette image et vos travaux à Concordia?

Jack Araz : Dans le cadre de mes recherches, je m’applique à interpréter les tout débuts de l’espace et du temps à partir de ce que nous observons aujourd’hui. Mon travail consiste à trouver des failles dans notre compréhension de l’univers et à proposer un cadre théorique pour expliquer ce que nous percevons, en particulier la matière noire.

L’image est celle d’un grand collisionneur de hadrons (ou LHC pour Large Hadron Collider) situé à Genève, en Suisse, où l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire mène ses travaux. Le LHC est un accélérateur de particules qui comporte quatre détecteurs, dont deux ont un lien avec mes recherches. Après avoir établi un cadre de travail pouvant expliquer certaines lacunes dans notre compréhension de phénomènes physiques de la haute énergie, nous élaborons des simulations par ordinateur afin de prédire s’il est possible de découvrir un modèle donné lors de futures expériences.

Quels résultats attendez-vous de vos travaux?

JA : Nous voulons comprendre la structure de la matière noire. Nous tentons d’élaborer de nouvelles approches et méthodes informatiques pour aider les scientifiques à repousser les frontières de leurs recherches.

Quels sont les principaux obstacles auxquels vous vous êtes heurté dans vos travaux?

JA : Les limites rencontrées dans le traitement de l’information constituent souvent des obstacles majeurs. En général, nous avons à manipuler des modèles extrêmement compliqués, lesquels, en théorie, peuvent expliquer le comportement de particules depuis le commencement de l’univers jusqu’à aujourd’hui. Il est impossible à l’heure actuelle de construire un ordinateur assez puissant pour simuler de si vastes modèles en claquant des doigts. Plus souvent qu’autre chose, nous devons trouver des algorithmes qui sont plus efficaces, en plus d’avoir recours à l’apprentissage machine pour localiser les fluctuations statistiques.

Dans quels domaines vos travaux pourraient-ils être utilisés?

JA : Bien qu’il soit parfois difficile de prédire une application pour un tel cadre théorique, il est possible d’appliquer nos méthodes à n’importe quelle analyse fondée sur l’information.

Quelle personne, quelle expérience ou quel événement particulier vous a donné l’idée de votre sujet de recherche et incité à vous intéresser à ce domaine?

JA : Tout a commencé par une simple curiosité personnelle – je voulais comprendre l’origine de toute chose. Comment sommes-nous parvenus jusqu’ici? Toutefois, chaque pas franchi ne faisait que soulever d’autres questions. L’humanité a une compréhension détaillée de l’univers, mais elle explique trop peu de choses. Encore aujourd’hui, je poursuis mon doctorat avec cette curiosité en tête.

Comment les étudiants en STIM que cela intéresse peuvent-ils se lancer dans ce type de recherche? Quel conseil leur donneriez-vous?

JA : Dans ce domaine particulier, il est important d’avoir une bonne compréhension des mathématiques. Il faut aussi être ouvert aux nouvelles idées. De plus, ce type de recherche exige un grand volume de calculs. Par conséquent, l’apprentissage de divers langages informatiques est toujours très utile et permet d’obtenir des résultats plus précis, plus rapidement.

Qu’est-ce qui vous plaît le plus à Concordia?

JA : Outre de pouvoir collaborer avec des gens partout dans le monde, j’aime la liberté dont je dispose dans mes recherches.

Vos recherches bénéficient-elles du financement ou du soutien de partenaires ou d’organismes?

JA : Nous collaborons actuellement avec des chercheurs de différents établissements universitaires, dont la Sorbonne, l’Université de Durham, l’INFN et l’Université de Strasbourg. Le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada finance nos travaux. Je reçois aussi un soutien du ministère de l’Éducation et de l’Enseignement supérieur.

Apprenez-en plus sur le Département de physique de l’Université Concordia.