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Sciences naturelles et génie

William Witczak-Krempa

Propriétés des matériaux lors des transitions de phases quantiques

Professeur adjoint

Faculté des arts et des sciences - Département de physique

Roger-Gaudry, local A-405

514 343-6669

w.witczak-krempa@umontreal.ca

Autre courriel : williamwk@gmail.com (Travail)

Portrait

Expertise de recherche

William Witczak-Krempa, professeur adjoint au département de physique et titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les transitions de phase quantique, ciblera dans le cadre de ses travaux de recherche ces transitions de phase quantique—obtenues en appliquant de la pression ou un champ magnétique au matériau—en modifiant certains éléments, tels que la composition chimique de celui-ci.

Sa recherche théorique expliquera les propriétés des matériaux lors de ces transitions, alors qu’émergent de nouveaux états de la matière. Un exemple remarquable est la supraconductivité, alors que les électrons forment des paires, un peu comme des danseurs, qui se déplacent sans résistance.

Les transitions mènent à des modèles « dansants » complexes où les électrons accrochent des partenaires éloignés, ce qui soulève des questions comme : « Quelles sont les caractéristiques essentielles des nombreux modèles dansants? » et « Comment pouvons-nous les exploiter pour améliorer la modélisation numérique? »

La recherche de M. Witczak-Krempa utilisera des méthodes analytiques et numériques novatrices qui empruntent des données pertinentes d’autres disciplines, par exemple l’information quantique et la théorie des cordes.

Tout comme les connaissances au sujet des transitions de phase ordinaires, comme la glace qui fond, sont importantes pour la société, les connaissances à propos de leurs contreparties quantiques deviennent elles aussi cruciales. Les résultats obtenus par M. Witczak-Krempa jetteront un nouvel éclairage sur des phénomènes cruciaux qui touchent les matériaux, comme la conductivité à haute température. Les applications possibles de ces matériaux vont du transport de l’électricité à faible coût à la dynamique des ordinateurs quantiques.

Biographie

William Witczak-Krempa, titulaire d’un doctorat en physique de la matière condensée de l’Université de Toronto, est professeur adjoint au département de physique. En plus d’enseigner, celui-ci se consacre à ses recherches, qui sont axées sur les phénomènes inusités que produisent les matériaux de pointe soumis à des pressions ou à des champs magnétiques extrêmes. Il s’intéresse en particulier aux transitions de phases quantiques, ce qui consiste à analyser le comportement de ces matériaux à l’échelle microscopique.

Grâce à ce champ d’études, on a notamment découvert que certains matériaux soumis à des températures très basses deviennent des supraconducteurs, c’est-à-dire qu’ils permettent la transmission du courant électrique sans offrir de résistance. L’une des applications potentielles de ce phénomène quantique serait la fabrication de fils à haute tension pour les réseaux électriques afin de réduire de façon draconienne les pertes d’énergie.

William Witczak-Krempa donne un cours d’optique quantique aux étudiants de troisième année. Dans les prochaines années, il souhaite créer un groupe de recherche avec des étudiants pour en faire des scientifiques créatifs, en établissant plusieurs collaborations avec des chercheurs d’autres universités au Canada, en Israël et aux États-Unis, dont l’Université Harvard, où il a effectué son postdoctorat avant de se joindre au corps professoral de l’UdeM.

Prix et distinctions

  • NSERC Postdoctoral Fellowship (held at Harvard)
  • Walter Sumner Fellowship
  • NSERC Alexander Graham Bell CGS Doctoral Fellowship
  • Horace Watson Gold Medal in Physics, McGill University
  • Anne Molson gold medal, McGill University

Affiliations et responsabilités

Projets

Projets de recherche

2016 - 2022

Dynamics and entanglement near quantum phase transitions

Chercheur principal : William Witczak-Krempa
Sources de financement : CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Programmes de subvention : PVX20965-(RGP) Programme de subvention à la découverte individuelle ou de groupe
2015 - 2022

CENTRE DE RECHERCHES MATHEMATIQUES (CRM)

Chercheur principal : Luc Vinet
Co-chercheurs : Pavel Winternitz , Alfred Michel Grundland , Christiane Rousseau , Sabin Lessard , François Perron , Sylvie Hamel , Marlène Frigon , Karim Jerbi , Jacques Bélair , François Lalonde , Robert Gwyn Owens , Gilles Brassard , Alain Vinet , Michel Delfour , Yvan Saint Aubin , Manuel Morales , Paul M Gauthier , Manu Paranjape , Véronique Hussin , Fahima Nekka , Yoshua Bengio , Pierre Duchesne , Jiri Patera , Nadia El-Mabrouk , Louis-Pierre Arguin , Andrew Granville , Iosif Polterovich , Octavian Cornea , Matilde Lalin , Dimitrios Koukoulopoulos , Hélène Cossette , Christian Genest , Frédéric Gourdeau , Claude Levesque , Étienne Marceau , Pierre Mathieu , Thomas Joseph Ransford , Louis-Paul Rivest , Jean-Marie De Koninck , Javad Mashreghi , Thierry Duchesne , José Manuel Urquiza , Hugo Chapdelaine , Michael Lau , Alexandre Girouard , Antonio Lei , Pengfei Guan , Xiaowen Chang , Michael C. Mackey , John A Toth , Henri Darmon , Karl Peter Russell , Niky Kamran , Jacques Claude Hurtubise , Adrian Iovita , Peter Bartello , Eyal Goren , Dmitry Jakobson , Vojkan Jaksic , Daniel Tzvi Wise , Anthony Raymond Humphries , Frederic Guichard , Erik P. Cook , Robert Brandenberger , Adrian Vetta , Erica Moodie , Keshav Dasgupta , Christophe Grova , Bruce Shepherd , David Stephens , Gantumur Tsogtgerel , Johanna Neslehova , Jean-Christophe Nave , Johannes Walcher , Paul François , Anmar Khadra , Adam M. Oberman , Michael Yves Michel Pichot , Frédéric Lesage , Jean-Marc Lina , Alexander Maloney , Dana Louigi Addario-Berry , André Fortin , André Garon , Dominique Pelletier , Éric P. Marchand , Debbie Janice Dupuis , Syed Ali , Yogendra Chaubey , Christopher Cummins , Chantal David , Eusebius Jacobus Doedel , José Garrido , Pawel Gora , Richard Hall , John P. Harnad , Hershy Kisilevsky , Galia Dafni , D. Korotkin , Benoit Larose , Marco Bertola , Alexei Kokotov , Wei Sun , Alina Stancu , Patrice Gaillardetz , Lea Popovic , André Dieter Bandrauk , Ibrahim Assem , Tomasz Kaczynski , Shiping Liu , Virginie Charette , Vasilisa Shramchenko , Maxime Descoteaux , Anne Bergeron , François Bergeron , Steven P. Boyer , Srecko Brlek , Christophe Reutenauer , Jean-François Renaud , Vestislav Apostolov , Steven Lu , Pedro Peres-Neto , Christophe Hohlweg , Mathieu Boudreault , FRANCO SALIOLA , Alexandre Roch , Frédéric Rochon , Mark Powell , Bruno L. Rémillard , Alexandre Blondin-Massé , Thomas Brüstle , Richard Fournier , Linan Chen , Jal Choksi , Clement Hyvrier , Payman Kassaei , Piotr Przytycki , Hélène Cossette , Christian Genest , Frédéric Gourdeau , Claude Levesque , Étienne Marceau , Pierre Mathieu , Thomas Joseph Ransford , Louis-Paul Rivest , Jean-Marie De Koninck , Javad Mashreghi , Thierry Duchesne , José Manuel Urquiza , Hugo Chapdelaine , Michael Lau , Alexandre Girouard , Antonio Lei , André Fortin , Anne Bergeron , François Bergeron , Steven P. Boyer , Srecko Brlek , Christophe Reutenauer , Jean-François Renaud , Vestislav Apostolov , Steven Lu , Pedro Peres-Neto , Christophe Hohlweg , Mathieu Boudreault , FRANCO SALIOLA , Alexandre Roch , Frédéric Rochon , Mark Powell , Alexandre Blondin-Massé , Clement Hyvrier , Maciej Augustyniak , Jun Li , William Witczak-Krempa , M'Hamed Lajmi Lakhal Chaieb , Khader Khadraoui , Prakash Panangaden , Hamed Hatami , Roger Villemaire , Geneviève Lefebvre , Karim Oualkacha , Denis Talbot , Jean-François Coeurjolly , Frédéric Godin , Marcin Sabok , Yi Yang , Anne Mackay , Paramita Saha Chaudhuri , Jérôme Vétois , Ting-Huei Chen , Gena Hahn , Mireille Schnitzer , Alexander Fribergh , Benjamin Seamone , Egor Shelukhin , Alejandro Murua , Mylène Bédard , Alain Tapp , Laurent Charlin , Christian Genest , Alexandre Bureau , Nicolas Doyon , R Platt , Bruce Alan Reed , Russell Steele , Vladimir Makarenkov , Vahid Partovi Nia , Xiaowen Zhou , Cody Hyndman , Taoufik Bouezmani , Sorana Froda , Simon Guillotte , Aurélie Labbe , Mélina Mailhot , Alexandra Schmidt , Simon Philippe Caron-Huot
Sources de financement : FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-(RS) Programme de regroupements stratégiques
2018 - 2021

Nouveaux supraconducteurs dans les matériaux quantiques à fort couplage spin-orbite

Chercheur principal : William Witczak-Krempa
Sources de financement : FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-(NC) Établissement de la relève professorale
2016 - 2021

Dynamics and entanglement near quantum phase transition

Chercheur principal : William Witczak-Krempa
Sources de financement : SPIIE/Secrétariat des programmes interorganismes à l’intention des établissements
Programmes de subvention : PVX50399-Chaires de recherche du Canada

Rayonnement

Publications et communications

Publications

Pour en savoir plus sur les publications de William Witczak-Krempa, consultez son site web : http://physique.umontreal.ca/wwk/publications.html

Disciplines

  • Physique
  • Génie des matériaux et génie métallurgique

Champ d’expertise

  • Matière condensée: structure électronique, propriétés électrique, magnétiques et optiques
  • Physique de la matière condensée
  • Transitions de phase quantique
  • Frustration de spins quantiques
  • Systèmes d'électrons fortement correlés
  • Phases quantiques : géométriques, dynamiques ou topologiques
  • Information quantique
  • Théorie quantique des champs