Jean-François Fortin

Professeur adjoint
Département de physique, de génie physique et d'optique
Université Laval
Québec, QC G1V 0A6, Canada
+1 418 656-2131 x2023
jean-francois.fortin@phy.ulaval.ca

Je suis un professeur en physique théorique à l'Université Laval. Je travaille sur plusieurs aspects de la physique théorique moderne incluant: la physique des particules; la physique des hautes énergies; les théories quantiques, conformes, supersymétriques et superconformes des champs; la physique au-delà du modèle standard des particules; la phénoménologie; la renormalisation; la supersymétrie; la brisure de la supersymétrie; les théories de la matière sombre; l'astrophysique des particules; la cosmologie; et la théorie des cordes.

Le groupe de physique théorique se réunit une fois par semaine pour discuter des découvertes récentes dans les divers domaines d'intérêt. Tous les étudiants en physique et génie physique qui sont intéressés par la physique théorique sont invités à y participer. Pour plus de détails, n'hésitez pas à me contacter.

Cheminement académique

  1. 1999-2003: Baccalauréat en génie physique à l'Université Laval
  2. 2003-2004: Maîtrise en physique à l'Université Laval
  3. 2004-2009: Doctorat en physique à l'Université Rutgers
  4. 2009-2012: Chercheur au post-doctorat en physique à l'Université de la Californie à San Diego
  5. 2012-2014: Chercheur au post-doctorat en physique au CERN et à l'Université Stanford
  6. 2014-20??: Professeur-chercheur en physique à l'Université Laval

Recherche

Mes recherches actuelles se concentrent sur l'étude de la structure des théories décrivant les phénomènes physiques fondamentaux.

Théorie quantique des champs
Les théories qui découlent de l'union entre la mécanique quantique et la relativité restreinte sont les théories quantiques des champs. Les théories quantiques des champs permettent de décrire la majorité des phénomènes associés au monde des particules élémentaires. La force électromagnétique, la force nucléaire faible et la force nucléaire forte sont décrites par des théories quantiques des champs de jauge. Le modèle standard des particules comprend ses trois forces ainsi que les particules élémentaires de matière (fermions) et le boson de Higgs. L'électrodynamique quantique, le premier exemple d'une théorie quantique des champs, est la théorie la mieux testée expérimentalement, et l'accord entre la théorie et l'observation est d'une précision inégalée (à plus de six chiffres significatifs).

Une conséquence surprenante des théories quantiques des champs correspond à l'existence du groupe de renormalisation. Pour une théorie quantique des champs, les constantes de couplage ne sont plus constantes mais dépendent de l'énergie utilisée pour sonder la théorie. Ainsi, en électrodynamique quantique, la constante de structure fine n'est pas fixe mais varie lorsque l'énergie des particules incidentes augmente. Cette variation donne lieu au groupe de renormalisation.
Théorie conforme des champs
Les cycles limites et les points fixes du groupe de renormalisation correspondent à des théories quantiques des champs avec des symétries spatiotemporelles supplémentaires: l'invariance d'échelle pour les cycles limites et l'invariance conforme (qui inclut l'invariance d'échelle) pour les points fixes. Cependant, il est possible de démontrer que les cycles limites n'existent pas dans la limite de couplage faible. Puisque les théories conformes des champs, qui représentent les points fixes du groupe de renormalisation, ont une riche structure qui permet d'obtenir plus d'informations sur la théorie pour toutes constantes de couplage, il est important d'étudier celles-ci plus en détails. Pour les théories conformes des champs, l'objectif ultime est évidemment d'obtenir une classification complète équivalente à la classification des algèbres de Lie.
Supersymétrie
Un des problèmes du modèle standard des particules est relié à la stabilité de l'échelle d'énergie associée à la brisure de la force électrofaible. En effet, en théorie quantique des champs, les corrections quantiques peuvent déstabiliser une échelle d'énergie et pousser celle-ci vers la plus haute échelle d'énergie physiquement acceptable (c'est-à-dire possiblement jusqu'à la masse de Planck). Comme la brisure de la force électrofaible se produit pour une échelle d'énergie d'environ 100 GeV et que la masse de Planck est de l'ordre de 1018 GeV, il devrait exister d'autres particules à des énergies moindres pour résoudre ce problème.

La supersymétrie postule une nouvelle particule pour chaque particule connue, et ces particules supersymétriques résolvent naturellement le problème de la hiérarchie mentionné ci-dessus. L'étude de la structure des théories supersymétriques et de brisure de la supersymétrie pourrait permettre de répondre à plusieurs questions laissées sans réponse dans le modèle standard des particules.
Matière sombre
Une question toujours sans réponse est l'origine de la matière sombre présente dans l'univers, qui explique les vitesses de rotation des étoiles dans les galaxies et des galaxies dans les amas de galaxies. La supersymétrie pourrait naturellement introduire une nouvelle particule massive et sans interaction avec le photon qui pourrait faire office de matière sombre. Il existe plusieurs autres candidats pour expliquer la matière sombre mais celle-ci n'a toujours pas été observée directement dans des expériences sur Terre.

Publications

La plupart des publications en physique théorique sont disponibles sur l'arXiv ou inspire. Mes publications sont accessibles directement sur l'arXiv et les statistiques associées (nombre de publications, nombre de citations, etc.) peuvent être consultées sur inspire.

Étudiants et chercheurs

Voici une liste des étudiants et chercheurs au post-doctarat qui ont collaboré avec moi sur plusieurs projets en physique théorique.

Liens utiles