La recherche des particules candidates de la matière sombre de l’univers est comme chercher une aiguille dans une botte de foin, seulement plus difficile! Pour réussir il faut avoir de la patience, même beaucoup de patience et il faut s’équiper des instruments hypersensibles, utilisant des techniques de détection astucieuses. Il ne faut pas être claustrophobe non plus, car la chasse à la matière sombre se passe à une profondeur d’au moins 2 km dans des laboratoires souterrains bien à l’abri du rayonnement cosmique, comme le SNOLAB au Canada. Et voilà, bienvenue dans le monde de recherche d’Alan Robinson, nouveau professeur adjoint au Département de physique depuis l’automne 2017.

Après avoir complété avec distinction ses études à l’UBC dans le programme BSc physics honours, Alan était attiré par les méthodes et processus de détection des rayonnements corpusculaires. Ainsi il décidait de poursuivre ses études de doctorat à l’Université de Chicago sous la supervision du professeur Juan Collar dans le cadre des expériences de matière sombre COUPP/PICO, les deux basées sur la technique des liquides en surchauffe. Le défi dans ce genre d’expérience est d’identifier et mitiger des bruits de fonds radioactifs ultra-faibles et de calibrer les détecteurs avec des dépôts d’énergies minuscules. Dans ce contexte, Alan était piqué par le défi d’explorer quelques phénomènes critiques et mal compris à l’époque, et qui limitaient la sensibilité des détecteurs. Ainsi il est devenu expert dans le domaine de calibrage et d’échantillonnages de traces minces radioactives et son travail de thèse conduisait entre autres à une nouvelle et supérieure conception pour futurs détecteurs. Un vrai exploit, qui permettait à la collaboration PICO de garder sa place en première ligne parmi les expériences à la recherche de la matière sombre. Après son doctorat, Alan commença en 2015 un post-doctorat au Fermilab, en travaillant sur Super-CDMS, une autre expérience de matière sombre, cette fois-ci exploitant une technique calorimétrique-cryogénique. Et c’est ici que Alan a fait une découverte extraordinaire : il a pu démontrer que la sensibilité de cette nouvelle génération de détecteurs était rendue tellement élevée que la diffusion cohérente avec des photons commençait à constituer un bruit de fond important pour les futurs calorimètres à seuil de détection inférieur du eV. Jusqu’à date personne n’avait envisagé un effet pareil et sous peu, Alan a pu publier son observation. D’ailleurs c’était déjà son troisième article en tant qu’auteur unique dans Phys. Rev.! Les deux autres, publiés pendant son doctorat, portaient sur certains aspects subtils et importants améliorant la précision de calibrage des détecteurs utilisant la diffusion de neutrons. Aujourd’hui, avec le recul, Alan se dit chanceux que son travail sur l’avant-garde de la détection des particules l’ait mené directement au cœur d’une des plus grandes questions en physique et cosmologie, celle de l’origine de la matière sombre!

C’était aussi pendant cette période au Fermilab que Alan a postulé au poste de professeur en astrophysique des particules au Département qui était ouvert dans le cadre du nouvel Institut A. McDonald, et dont l’UdeM est un des membres fondateurs. Ainsi en moins de deux ans après son doctorat le nouveau prof. Alan Robinson joint en 2017 le GPP avec tout un éventail de projets et d’idées nouvelles. Depuis son arrivée, le nouveau groupe de recherche dirigé par Alan continue à croitre et de jouer un rôle de leader dans le design conceptuel de PICO500 et dans l’installation de SuperCDMS, les deux prochaines expériences de premier plan mondiale dans la recherche de la matière sombre à SNOLAB. Un autre volet de sa recherche porte sur la caractérisation et calibrage de nouveaux détecteurs avec des gammas et neutrons provenant des réactions nucléaires, ce qui a donné un second souffle aux activités du GPP à l’accélérateur Van de Graaff au labo R.J.-A Levesque. Avec un nouveau cryostat-mK qui va être installé à une des lignes de faisceau, le groupe de Montréal va rester à l’avant-garde du R&D des projets futurs. Une autre nouveauté inspirée par Alan était la création du Club de Lecture qui attire chaque vendredi nombreux étudiants gradués et chercheurs du GPP et plus récemment aussi du groupe Astro pour discuter les dernières grandes nouvelles dans les deux domaines – un bel exemple de synergie et un évènement à ne pas manquer! Bonne continuation Alan!

Viktor Zacek
Département de physique
Université de Montréal