Je suis donc un physicien théoricien de la matière condensée et je m'intéresse beaucoup aux systèmes désordonnés. Rassurez-vous, mon intention n'est pas de vous faire peur en vous lanchant des expressions qui vous sont inconnues. Je ne savais toujours pas que la matière condensée existait durant ma deuxième année à l'université. Et encore moins les systèmes désordonnés. Comme la plupart des jeunes étudiants en physique, je rêvais de poursuivre le développement des grandes théoriques fondamentales (la théorie du tout) ou encore de m'enfoncer dans la cosmologie afin de répondre à la question «d'où venons-nous?» La physique, pour moi, n'incluait que la physique théorique des particules ou des cordes et la cosmologie.

Durant mon deuxième été à l'Université de Montréal, j'ai eu l'occasion de faire un stage dans le laboratoire du professeur Laurent Lewis et de découvrir simultanément un nouveau domaine dans lequel travaillent plus de la moitié des physiciens dans le monde: la physique des matériaux ou physique de la matière condensée. Cette physique s'intéresse aux phénomènes associés avec les matériaux, les liquides, les gaz qu'on trouve autour de nous. D'emblée, on s'imagine que ces questions sont étudiées par des chimistes ou des ingénieurs. Que non! Les chimistes ne s'intéressent qu'aux molécules, pas aux matériaux — métaux, semiconducteurs, polymères, etc. De  même, les ingénieurs ne veulent pas nécessairement comprendre les propriétés des matériaux qu'ils manipulent tous les jours.

Mais de quelles propriétés parlons-nous? Les physiciens veulent savoir comment l'eau se change en glace, par exemple. Ou pourquoi le cuivre est un meilleur conducteur thermique et électronique que l'aluminium. Ils ne se satisfont pas d'explications vagues. Puisque ces matériaux sont formés d'atomes, ils veulent décrire ces phénomènes à partir des propriétés des atomes. Cette relation n'est pas aussi facile à établir qu'on le pense. Ainsi, lorsqu'on commence à placer des atomes ensemble, de nouvelles propriétés apparaissent, qui n'existent pas dans les atomes isolés. Ces phénomènes, dits émergents, nous forcent à développer des théories des modèles numériques complexes qui nous permettent de comprendre ces processus.

D'une certaine façon, l'optique du physicien de la matière condensée est à l'inverse du théoricien des cordes. Alors que ce dernier est toujours à la recherche du plus petit, dans la quête d'une théorie universelle et complète, le premier cherche à appliquer une théorie finalisée il y a 80 ans, la théorie de la mécanique quantique, découvrant parmi la richesse infinie de celle-ci, des phénomènes insoupçonnés. Alors que le deuxième pense que la théorie finale permettra de tout expliquer, le premier sait depuis longtemps que la nature est tellement riche qu'il est impossible de saisir toutes les conséquences d'une loi physique. Un peu comme Jean-Sébastien Bach, dont le génie s'épanouit dans un cadre musical très strict, le physicien de la matière condensée puise son inspiration dans la confrontation avec une réalité qui ne permet pas l'exaltation, mais force l'humilité et l'éblouissement.

En fait, depuis la découverte de la mécanique quantique, les physiciens de la matière condensée n'ont cessé de mettre à jour de nouveaux phénomènes, insoupçonnables avant leur première mesure. Qui aurait pu prédire, il y a vingt ans, que l'on découvrirait de nouvelles phases de carbone? L'élément à la base de la vie et étudié depuis plus de 200 ans. Pourtant, depuis 1987, on a découvert que le carbone pouvait s'organiser en un minuscule ballon de soccer ou en de petits tubes aux propriétés fascinantes et qui font déjà leur entrée dans les piles pour ordinateurs et les écrans de télévision.

C'est cette richesse insoupçonnée, cachée parmi les assemblages d'atomes, dont on connaît les propriétés individuelles, mais non collectives, qui m'a attiré vers la physique de la matière condensée. Je n'ai pas besoin d'imaginer de phénomènes étranges ou tordus : la nature me les fournit sur un plateau, via les mesures effectuées par mes collègues expérimentateurs. Et le développement de nouveaux modèles nous permet de comprendre un peu plus les règles qui codifient cette loi bien surprenante : le total est plus grand que la somme des parties.

C'est cette quête qui me possède et qui m'a convaincu de me lancer dans l'étude des propriétés qui émergent lorsqu'on met plusieurs atomes ensemble et qu'on forme, ainsi, de la matière condensée. Quant aux matériax désordonnées, j'y reviendrai.