Description du projet de recherche :

1. Ma contribution la plus importante à la recherche a été l'étude de la distribution de masse dans les galaxies naines réalisée au cours des vingt dernières années. Ces travaux ont clairement démontré que la contribution de la matière sombre est beaucoup plus importante dans les galaxies naines (~90%) que dans les galaxies spirales massives (~50%). De plus, contrairement aux spirales où la matière sombre contribue principalement dans les régions extérieures, celle-ci contribue à tous rayons dans les galaxies naines. Ceci a été démontré très clairement pour la galaxie DDO 154, devenue un prototype de sa classe, où non seulement le rapport de la matière sombre à la matière lumineuse a pu être étudié, mais en combinant des observations du VLA et de DRAO, il a même été possible de mesurer, pour la première fois, la masse totale d'une galaxie puisque la partie képlérienne de la courbe de rotation a été atteinte (Carignan & Purton 1998).
2. La résolution des simulations à N-corps CDM de l'évolution cosmique des halos sombres (NFW 1996 ; 1997) est désormais suffisante pour prédire l'allure de leur profil de densité dans les régions intérieures des galaxies. Combinant la haute résolution des données HII obtenues en Fabry-Perot à la haute sensibilité mais faible résolution des données HI, il a été possible de montrer (Blais-Ouellette, Amram & Carignan 2001; Blais-Ouelette, Carignan & Amram 1999) que les simulations prédisaient des halos beaucoup plus concentrés au centre que ce qui est observé.
3. Afin d'obtenir des données cinématiques de qualité en HII, une caméra a été spécialement développée (FANTOMM : Gach et al. 2002) afin de pouvoir travailler en comptage de photons avec essentiellement zéro bruit de lecture. Des surveys sont présentement en cours d'un échantillon de spirales barrées (Hernandez et al. 2005), de spirales de l'amas de la Vierge (Chemin et al. 2006) et des galaxies de l'échantillon SINGS (Daigle et al. 2006), autant à l'Observatoire du mont Mégantic qu'au CFHT. Une caméra CCD à zéro bruit est également en développement basée sur un chip L3CCD. Cette caméra permettra d'observer en comptage de photons avec un DQE > 80% et zéro bruit de lecture.
4. En étudiant des galaxies spirales de type tardif (Sicotte & Carignan 1997; Martimbeau, Carignan & Roy 1994; Côté, Carignan & Sancisi 1991), il a été possible de montrer que ce type de galaxies constitue un type de transition entre les spirales massives et les galaxies naines si l'on considère les propriétés de la distribution de leur matière sombre. En effet, bien que leur contenu en matière sombre soit moindre que pour les naines, celle-ci n'est pas principalement distribuée dans les régions extérieures comme pour les galaxies spirales mais à tous rayons comme dans les galaxies naines.
5. Les galaxies naines sphéroïdales (dSph) ont toujours été reconnues pour être totalement dénuées de gaz HI. Ce n'est sûrement plus vrai depuis nos récentes observations HI à haute sensibilité des dSph.s du Groupe local. Notre première détection a été dans la galaxie naine Phoenix (Carignan, Demers & Côté 1991). Des calculs nous montrent que la masse obtenue est compatible avec le taux de perte de masse attendu d'étoiles géantes normales, même si la galaxie ne retient que ~1% du gaz. Plus récemment, des observations avec l'Australia Telescope de Sculptor ont détecté 20 000 masses solaire de HI (Carignan et al. 1998). Un résultat intéressant est que le HI se trouve dans deux nuages à l'extérieur de la partie optique. Ceci explique pourquoi les observations précédentes faites avec des faisceaux ~15' et centrées sur la galaxie, n'ont détecté aucun gaz. Plus récemment, nous avons étudié systématiquement le contenu en gaz dans les naines du Groupe Local (Bouchard et al. 2006) et dans les amas proches (Beaulieu et al. 2006).

Ses recherches portent sur l’étude des galaxies lointaines à l’aide des effets de lentilles gravitationnelles, afin de cartographier plus précisément la distribution de la matière sombre dans les halos de ces galaxies. Ultimement, ses travaux devraient permettre de mieux comprendre la nature de la matière sombre.

David London est un théoricien des particules de renommée mondiale. Il doit sa notoriété surtout à ses travaux en physique des « mésons B ». Les « usines à B » BaBar (SLAC, Californie) et Belle (Japon), construites dans les années 1990, recueilleront des données pendant plus de dix ans jusqu’en 2008 (BaBar) et 2010 (Belle). Leur objectif est d’étudier les propriétés des mésons B, surtout de tester l’explication de la violation de CP par le MS. (CP est la symétrie qui relie matière et antimatière.) Si cette explication laissait à désirer, ce serait le signe certain de la nouvelle physique. Le Dr London est très actif en ce sens. Nombre des principales mesures faites aux « usines à B » le seront à l’aide de techniques proposées par lui et ses collaborateurs. Bien que l’on ait observé certains signes de désaccord face au MS, rien de concluant n’est encore établi. Le Dr London étudie aussi diverses possibilités concrètes pour la nouvelle physique. D’une part, il se servira de résultats d’expériences pour imposer des contraintes aux modèles de la nouvelle physique et, d’autre part, il décrira les signaux de la nouvelle physique que l’on pourra voir aux futurs collisionneurs.

Le professeur adjoint au département de physique, Alan Robinson, s'intéresse aux questions relatives à la physique des particules. Celui-ci conduit des expériences sur la matière sombre et plus spécialement développe des technologies qui pourraient servir à la trouver.