Sciences et éducation

Quelque chose d’étrange se passe dans l’Univers. Il y a des phénomènes que nous ne parvenons toujours pas à expliquer. Chaque fois que nous faisons une nouvelle découverte et à mesure que nous remontons aux origines de l’Univers, de nouvelles questions sont soulevées.

Qu’est-ce que la matière noire? Pourquoi le big bang a-t-il créé plus de matière que d’antimatière, permettant ainsi à l’Univers de se former? De quelle nature sont les neutrinos? Le modèle standard décrit-il fidèlement l’Univers, ou bien un nouveau modèle est-il nécessaire?

Malgré toutes les découvertes que nous avons faites et les technologies qui nous ont permis de mieux connaître l’Univers, certains mystères demeurent.

La physique des astroparticules s’intéresse aux briques élémentaires de la nature afin de mieux comprendre leur fonctionnement. En étudiant les particules de l’Univers, les scientifiques en apprennent davantage sur la façon dont il s’est formé et pourront, espérons-le, trouver des réponses aux grandes questions telles que celles mentionnées plus haut.

Dans ce domaine scientifique relativement nouveau, on réalise des expériences en laboratoire et des observations astronomiques en faisant appel à la fois aux notions de physique théorique et numérique. En se basant sur ces approches variées, les physiciens des astroparticules peuvent conjuguer les connaissances de façon inédite et obtenir une perspective différente sur les mystères de l’Univers. Le Canada est déjà reconnu comme un chef de file mondial en physique des astroparticules. Ainsi, pour favoriser la croissance et le leadership, l’Institut McDonald crée un environnement propice à la collaboration en regroupant des équipes de recherche de différentes disciplines.

Le modèle standard, qui a facilité notre compréhension des forces physiques qui régissent l’Univers, a été élaboré dans les années 1960 et est resté largement inchangé depuis. Au cours de la dernière décennie, cependant, les progrès réalisés en physique des particules, en cosmologie et en physique des astroparticules nous ont aidés à mieux saisir l’ampleur de ce qu’il nous reste encore à apprendre. Certaines de ces découvertes, comme la matière noire et la nature quantique de la gravité, ne cadrent pas avec la théorie du modèle standard. Bien que l’exactitude des prédictions du modèle standard ait été confirmée grâce à des expériences menées dans des accélérateurs de particules, la plupart des physiciens pensent aujourd’hui que cette théorie ne parvient pas à expliquer certains domaines de la physique que nous ne comprenons toujours pas.

La physique des astroparticules est un moyen d’explorer ces nouveaux domaines de la physique : elle nous permet d’observer les phénomènes physiques en dehors du cadre du modèle standard en mesurant les oscillations des neutrinos (c’est-à-dire les changements que subissent les plus petites particules de l’Univers lorsqu’elles voyagent dans l’espace).