Simon Verret obtient son doctorat en physique

Le 14 février dernier, Simon Verret, membre de l’Institut quantique, soutenait avec succès sa thèse de doctorat, il est maintenant Ph.D. en physique.

Son émerveillement pour la discipline remonte à son enfance à Québec. Après avoir étudié Isaac Newton, il présente à ses camarades de classe du primaire un exposé sur la gravitation. Il annonce même à sa mère qu’il fera un doctorat en physique. Il était bien loin de se douter de la somme de travail associé à cet objectif. Mais peu importe, plusieurs années plus tard, c’est à l’Université de Sherbrooke que le pressentiment du jeune Simon se concrétisera.

Bien qu’il confie avoir un intérêt pour le design graphique, il ne déviera pas de sa trajectoire scientifique.

Avant de s’ancrer dans le Pavillon D2, Simon fera ses études collégiales au campus Charlesbourg du Cégep de Limoilou et son baccalauréat en physique à l’Université Laval.

Atomes crochus avec l’Université de Sherbrooke

Simon s’intéressera tout d’abord à l’Université de Sherbrooke dans le but de faire des études de maîtrise en information quantique, il avait même approché les P^rs Alexandre Blais et David Poulin.

« J’ai fait un stage dans une autre université et je n’ai pas particulièrement aimé l’ambiance générale. J’ai eu un bon échantillon de l’atmosphère qui règne à Sherbrooke quand j’ai rencontré des professeurs du département, dont les P^rs André-Marie Tremblay et Patrick Fournier lors d’une visite. Ce n’est pas tout de trouver une institution prestigieuse ou un chercheur prestigieux, il faut pouvoir avoir une relation satisfaisante avec cette personne-là et avec le département. »

Réflexion qui prend tout son sens sachant que, pendant son baccalauréat, Simon a œuvré comme représentant étudiant et qu’il a contribué à l’organisation de compétitions scientifiques.

« J’en suis venu à la conviction que pour faire des études en français, il n’y a pas beaucoup d’endroits ou le niveau de la physique mis en relation avec l’humanité du département offre une aussi belle expérience. »

Lui qui souhaitait initialement percer les mystères de l’information quantique se passionnera pour les supraconducteurs à haute température critique, un domaine qui se révèlera plus compliqué qu’il ne l’avait anticipé. Stimulé à l’idée de découvrir un domaine scientifique qu’il connaît moins, il choisira de travailler avec les P^rs André-Marie Tremblay et David Sénéchal.

Les études supérieures

La physique statistique, les transitions de phase, les phénomènes critiques, plusieurs sujets moins bien maîtrisés au niveau du baccalauréat, ce sont exactement ces domaines que Simon a choisi d’explorer aux études supérieures. Il en tire d’ailleurs une grande fierté d’avoir développé une expertise dans ces domaines.

Sujet de doctorat

« Je venais de terminer ma maîtrise après avoir fait beaucoup de calcul numérique de systèmes fortement corrélés. Pour prédire la supraconductivité, pour essayer de comprendre comment les matériaux deviennent supraconducteurs à très haute température, on simule des interactions à l’aide de calculs et on observe les résultats. Un des aspects étudié est une sous-structure dans le gap supraconducteur de nos modèles. J’ai longuement analysé cette sous-structure pour me rendre compte qu’il s’agissait d’un artéfact (un phénomène créé de toute pièce par les approximations utilisées), ce n’est pas quelque chose qui est physique. Pour illustrer, on utilise des amas pour représenter notre système, plutôt que de représenter un réseau infini, cet amas est répété pour reconstituer notre réseau. Il se crée une onde de densité avec cette répétition, comme si chaque amas avait plus de densité électronique que l’espace entre les amas. Bien que ce soit artificiel, il y a un lien à faire avec les véritables matériaux, parce que dans les expériences, on retrouve ces ondes de densité.

Je me suis donc concentré sur ces ondes de densité, les variations de la densité électronique dans l’espace dans des modèles 2D qui représentent les supraconducteurs à haute température. Ces ondes de densité entrainent des modifications dans le gap, qui sont des sous-structures, ils causent des changements dans la fonction spectrale. J’ai aussi étudié le transport électrique dans ces modèles. le P^r Louis Taillefer avait fait des expériences et obtenait des résultats surprenants. Je collabore donc avec lui pour interpréter correctement ces expériences. C’est le sujet de ma thèse, j’ai expliqué que les ondes de densité ne peuvent pas causer le mystérieux pseudogap des cuprates, elles causent plutôt des déformations du gap supraconducteur. »

Trouver sa propre voie

« La physique théorique, comme toute la science, doit s’ancrer sur ce que l’expérience nous révèle » ajoute le professeur Tremblay. « C’est avec un courage et une rigueur exceptionnels que Simon s’est attaqué à trente ans de littérature sur les supraconducteurs à haute température. Il a décidé d’utiliser des approches théoriques phénoménologiques qui ne sont pas d’habitude employées dans nos groupes. Cela lui a permis d’en identifier les forces et les faiblesses et surtout d’aider à interpréter des expériences des groupes du professeur Davis à Cornell et du professeur Taillefer à Sherbrooke. Il est devenu un sage auquel théoriciens et expérimentateurs font appel pour interpréter et critiquer tant les résultats théoriques que les résultats expérimentaux.»

Les étapes suivantes

« Ma réflexion est la suivante : est-ce que je veux quitter le Québec ? J’aimerais bien y revenir un jour, j’aimerais bien enseigner à l’université, mais je suis conscient qu’il y a plus de bons candidats que de postes disponibles. »

Avant de choisir de répondre à toutes ces questions et maintenant qu’il a obtenu son doctorat, Simon passera la prochaine année à travailler sur un projet postdoctoral de l’IQ. Il pourra ainsi poursuivre son travail tout en restant près de personnes qui lui sont chères. Pendant cette année de postdoc, il a l’intention, entre autres, de s’attaquer à l’apprentissage profond (« deep learning »). Ceux qui connaissent Simon ne devraient pas s’étonner de le voir explorer de nouveaux domaines, puisque pour lui :

« Ce sont les choses qui nous semblent les plus imperméables, qui nous font le plus grandir. »