Groupes et réseaux de recherche

Professeurs : Pierre Bastien, Pierre Bergeron, Claude Carignan, René Doyon, Paul Charbonneau, Gilles Fontaine, David Lafrenière, Georges Michaud, Anthony Moffat, Daniel Nadeau, Nicole St-Louis et Alain Vincent

Les professeurs et chercheurs du groupe d’astronomie et d’astrophysique mènent des travaux portant sur plusieurs phases de l’évolution stellaire, depuis la formation des étoiles à partir de leur gaz protostellaire jusqu’à leur mort comme étoiles dégénérées (naines blanches, étoiles à neutrons). On s’intéresse également à l’étude des naines brunes et exoplanètes. Les phénomènes de la diffusion et du vent stellaire des étoiles sont d’une importance particulière pour le groupe. Ces recherches comportent des études autant théoriques que d’observation. L’astrophysique extra-galactique se fait selon deux axes principaux : le contenu stellaire des galaxies ainsi que la structure interne et la dynamique des galaxies. Plusieurs projets innovateurs en instrumentation ont été menés à bien ou sont en cours pour des projets aussi variés que l’étude des galaxies et la détection d’exoplanètes par imagerie directe. Des outils de calcul théorique, de modélisation numérique, d’analyse et de traitement des images digitales ont été développés.

Avec leurs collègues de l’Université Laval et de l’Université McGill, les chercheurs de ce groupe sont réunis à l’intérieur du Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ) financé par le FQRNT dans le cadre du programme Regroupements stratégiques. Outre l’Observatoire du mont Mégantic, les chercheurs utilisent plusieurs autres installations à travers le monde, notamment le télescope Canada-France-Hawaii, le télescope Gemini, le James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) et le télescope spatial Hubble, les instruments des observatoires nationaux américains à Kitt Peak (Arizona), Cerro Tololo (Chili), l’interféromètre radio du Very Large Array (Nouveau-Mexique) et différents satellites astronomiques, tel que FUSE qui détecte la radiation dans l’ultraviolet lointain en provenance du cosmos. Trois équipes FQRNT ont leurs assises dans le groupe.

Le groupe a également mis sur pied le Laboratoire d’astrophysique expérimentale (LAE), dont les activités visent à promouvoir la conception et la construction d’instrumentation astronomique de pointe dans les trois universités membre du CRAQ. Le LAE est actif à la fois dans la construction d’instrumentation pour d’autres observatoires (par exemple le CFHT) et dans le rehaussement du parc d’équipements de l’Observatoire astronomique du mont Mégantic, devenu possible grâce à une subvention majeure de la Fondation Canadienne pour l’Innovation, du Ministère de l’Éducation du Québec et d’autres partenaires.

Groupe de biophysique

Professeurs : Rikard Blunck et Jean-Yves Lapointe

Le Groupe de biophysique se consacre à l’étude des mécanismes fondamentaux du transport des ions et des substances organiques à travers les membranes biologiques. Ce transport qui revêt un caractère vital pour la cellule est impliqué dans un très grand nombre de fonctions physiologiques et les projets poursuivis dans ce groupe couvrent donc un large spectre, à la fois fondamental et appliqué. Les projets s’inscrivent plutôt à l’échelle moléculaire et touchent la dynamique de protéines membranaires et leurs relations structure-fonction, les mécanismes d’action des canaux, transporteurs et toxines biologiques. Les approches expérimentales font appel aux techniques modernes de biologie moléculaire, d’électrophysiologie, de microspectrofluorescence, d’imagerie quantitative et de microscopie à force atomique.

Les deux biophysiciens du département de physique œuvrent au sein du Groupe d’étude des protéines membranaires (GÉPROM) où d'autres collègues, notamment ceux du département de physiologie, sont en mesure d’encadrer des projets de recherche appropriés pour des étudiants de physique.

Groupe de physique de la matière condensée

Professeurs : Andrea Bianchi, Michel Côté, Richard Leonelli, Yves Lépine, Laurent Lewis, Normand Mousseau, Sjoerd Roorda, François Schiettekatte et Carlos Silva

Les activités de recherche des professeurs qui œuvrent dans le Groupe de physique de la matière condensée portent sur l’étude des propriétés physiques aussi bien que technologiques des couches minces, des surfaces et des interfaces dans les domaines des matériaux et procédés pour la micro-électronique et la nano-électronique, la photonique et les revêtements fonctionnels. Le but de ces recherches est de comprendre à un niveau fondamental les systèmes physiques offrant un potentiel important de développements technologiques. S’appuyant à la fois sur une solide base expérimentale et théorique, les chercheurs bénéficient, notamment par leur appartenance au Groupe de recherche en physique et technologie des couches minces (GCM), de ressources considérables. Les sujets de recherche, variés et complémentaires, portent sur la physique des semiconducteurs et des hétérostructures à confinement quantique; les multicouches métalliques nanostructurées et leurs propriétés électriques et magnétiques; l’implantation d’ions de haute énergie pour la modification et l’analyse des matériaux; les défauts et les processus de transport atomique dans les matériaux; les systèmes désordonnés et la relaxation; etc. Ces systèmes sont étudiés au moyen d’une variété de techniques expérimentales (spectroscopie optique, implantation ionique, etc.) et théoriques (calculs ab initio relevant de la théorie de la fonctionnelle de la densité, dynamique moléculaire, algorithmes de relaxation, Monte Carlo cinétique, etc.).

Le Groupe de physique de la matière condensée bénéficie de subventions de recherche importantes. Le GCM a été reconnu comme un centre de recherche FCAR pendant près de 20 ans. Avec les centres en matériaux de McGill et de Sherbrooke, il constitue maintenant l’un des trois pôles du Réseau québécois sur les matériaux de pointe (RQMP), un Regroupement stratégique FQRNT. Ce réseau est le plus grand regroupement de chercheurs en matériaux au pays, et dispose d’une force de frappe considérable dans le domaine des matériaux de pointe. Le GCM est également financé par le biais du réseau NanoQuébec et est titulaire d’une importante subvention d’infrastructure du CRSNG. Les théoriciens sont membres du RQCHP et bénéficient donc d’une infrastructure de calcul de très forte puissance, en plus de fonds substantiels pour le développement et l’optimisation d’outils informatiques. Trois Équipes de recherche FQRNT ont leurs racines dans le groupe.

Groupe de physique des particules

Professeurs : Louis-André Hamel, Claude Leroy, David London, Richard MacKenzie, Manu Paranjape, Paul Taras et Viktor Zacek

Les activités du Groupe de physique des particules (GPP) ont pour but de vérifier le «Modèle standard» de la physique des particules et d’étudier ses extensions possibles dans diverses situations dynamiques et régimes d’énergie.

Les membres expérimentateurs du groupe participent à l’expérience ATLAS auprès du «Grand collisionneur hadronique» (LHC) au Laboratoire du CERN à Genève, Suisse. ATLAS a pour but notamment de rechercher la particule de Higgs pour expliquer l’origine de la masse des particules et de découvrir les particules supersymétriques, en particulier le neutralino qui pourrait expliquer la quantité de matière sombre dans l’univers. Le groupe participe aussi à l’expérience PICASSO au Laboratoire SNOLAB à Sudbury, Ontario. PICASSO a aussi pour but de rechercher des particules candidates pour la matière sombre, telle que le neutralino.

Le groupe maintient une activité de recherche au laboratoire National TRIUMF à Vancouver où il est impliqué en particulier dans l’expérience TIGRESS qui utilise les faisceaux radioactifs ISAC recréant, entre autres, les conditions permettant d’étudier les réactions nucléaires à l’origine des étoiles. La recherche des expérimentateurs porte aussi sur le développement de détecteurs semiconducteurs pour la détection de particules et l’imagerie. Le groupe fait aussi des études d’irradiation et de comportement des détecteurs sous fortes irradiations. Le groupe a aussi une expertise reconnue pour l’électronique et les systèmes d’acquisition des données. De nombreuses expériences au Canada, en Europe et aux États Unis font régulièrement appel à cette expertise. Les expérimentateurs participent au projet FCI (Fondation Canadienne pour l’Innovation) LADD (Laboratory for Advanced Detector Development) en collaboration avec des collègues de UBC. Le GPP dispose d’un laboratoire d’électronique et d’un atelier de mécanique qui représentent le "state of the art" en technologie créés grâce à un financement de la FCI. Le GPP a aussi accès aux accélérateurs (Tandem et Tandetron) du Laboratoire René-J.-A.-Lévesque.

Les recherches des théoriciens du groupe se divisent en deux thématiques : la phénoménologie du «Modèle standard» et au-delà, d’une part, et la théorie des champs, d’autre part. Leurs études phénoménologiques, couvrant la violation CP, la physique des collisionneurs et les particules exotiques, entre autres, permettent un recouvrement avec le groupe de physique expérimentale. L’étude de la théorie des champs a été d’une importance fondamentale pour le développement du «Modèle standard» et elle trouve des applications dans de nombreux autres domaines de la physique. Les théoriciens du groupe sont très actifs dans ce domaine et leurs recherches couvrent un vaste éventail de sujets; mentionnons à titre d’exemples la gravité conforme, la supraconductivité, la théorie des champs dans un espace-temps non-commutatif et des applications de la théorie des champs à la cosmologie.

Groupe de physique des plasmas

Professeurs : Joëlle Margot, Michel Moisan et Luc Stafford

Les professeurs du groupe de physique des plasmas œuvrent à la fois dans le domaine des études fondamentales et dans celui des applications des plasmas. En particulier, il mène des activités de recherche visant la conception, la modélisation et les applications de sources de plasmas froids, notamment les plasmas produits par des champs électromagnétiques de haute fréquence et les plasmas créés par laser en régime de bas flux. Le Groupe poursuit également des activités dans le domaine de l’interaction plasma-surface, plus particulièrement dans le cadre de la synthèse et du traitement de matériaux micro et nanostructurés. Les études expérimentales sont complétées par le développement de modèles de plasma et d’interactions plasma-surface indispensables à l’interprétation des résultats expérimentaux et permettant, le cas échéant, d’optimiser des sources pour une application donnée. Parmi les projets en cours, notons, à titre d’exemples, la synthèse et la gravure nanométrique d’oxydes complexes pour des applications électroniques, optoélectroniques et photoniques de pointe, l’étude fondamentale des plasmas produits par laser dans le cadre aussi bien de la synthèse de couches minces et de nanomatériaux que de la spectroscopie de plasma induit par laser, la stérilisation par plasma d’objets médicaux. Ces recherches se situent à la fine pointe du domaine des plasmas froids et présentent des retombées majeures pour lesquelles le groupe est reconnu à l’échelle internationale. Ces activités de recherche sont appuyées par un financement diversifié provenant de sources aussi bien gouvernementales que de contrats industriels. Le Groupe joue un rôle important au sein du regroupement stratégique interuniversitaire Plasma-Québec dont la direction scientifique est actuellement située à l’Université de Montréal.

Groupe recherche en physique médicale

Professeurs : Gilles Beaudoin, Jean-François Carrier, Philippe Després et Frédéric Lacroix

Les professeurs du groupe de recherche en physique médicale travaillent à l’interface de l’ingénierie, de la physique et de la médecine. L’instrumentation et le développement algorithmique constituent deux pôles majeurs de recherche en physique médicale, desquels découlent de multiples applications d’imagerie et de thérapie. Au CHUM, la recherche en imagerie par résonance magnétique (IRM) occupe une place importante avec le développement de séquences d’acquisition, d’antennes spécialisées et d’algorithmes de traitement d’image. En radiologie, le CHUM compte dans ses équipements un appareil à rayons-X basé sur des détecteurs gazeux à micropistes, qui est à la base d’un programme d’imagerie X à basse dose. En radio-oncologie, la recherche gravite principalement autour de la planification et des traitements. La modélisation du dépôt de la dose, par des méthodes déterministes ou stochastiques, est à l’origine de plusieurs projets de recherche tant pour la radiothérapie externe que pour la curiethérapie. L’imagerie moléculaire, via la tomographie par émission de positons (TEP), est appelée à devenir un thème important en physique médicale. Le CHUM est bien positionné à cet égard, avec deux caméras TEP dont une dédiée aux activités de recherche.

Pour commentaires ou informations : physique@umontreal.ca
Page mise à jour le 19-oct-11