Cole Coughlin

June 30, 2022

Pupil pursuing physics passion

_{Cole Coughlin recently completed his joint honours degree in physics and computer science at the University of Manitoba, and will head to Waterloo's Perimeter Institute for Theoretical Physics in August.}

With the school year winding down and summer just around the corner, graduation season is here, and Métis graduates are eager to cross the stage in their cap and gown. For the month of June, we're featuring Red River Métis graduates who've made a difference in their communities while excelling in their studies.

University of Manitoba graduate Cole Coughlin noticed he had an aptitude for math, physics, and computer science throughout his secondary school days.

"I sort of pictured myself as maybe developing an app and then retiring early, and then going back to school and maybe studying philosophy or something," he said. "But near the end of high school I realized that I could just pursue a topic that I'm very interested in from the beginning like physics."

He completed his joint honours degree in physics and computer science over a period of five years. While physics is his true passion, Coughlin found computer science to be incredibly helpful as well.

"Computer science is now incredibly useful in physics, and it's necessary to know how to code nowadays, so it ended up being a really great degree and has really helped me out in many, many ways," he said.

The pandemic ramped up towards the end of his third year, with classes immediately moving online. In summer of 2020, Coughlin got a position at McGill University researching particle physics.

"If it were a normal summer, I would have been out in Montreal for the summer and working with the group there," he said. "But, I was able to do all my work virtually and had regular meetings with the team and it ended up being a great experience regardless."

Classes remained online the following year, and Coughlin was one of a few Canadians selected for a research position through an international student program with the European Organization for Nuclear Research in Geneva, Switzerland, which ended up being virtual.

"So, there's two nice summer trips that I missed during the pandemic," he said. "Regardless, they were truly incredible experiences, and I'm so lucky to have been selected for those positions."

In August, the University of Manitoba graduate will head to the Perimeter Institute for Theoretical Physics in Waterloo.

"I'm truly thrilled to be going there. It's one of the most selective institutions in the world for physics," he said. "They select around 25 students every year from many, many different countries and despite being in Waterloo, there's only I think maybe two other Canadians going there along with me."

Coughlin said he has already communicated with some of the students in his cohort.

"They already made a group chat of all the students that'll be going there for the next year, and we all introduced ourselves, and I counted all the countries that everyone is from and it's like 20 different countries the 26 of us are from," he said, "so it's going to be an incredible time and I'm going to make lots of friends from all around the world who I can visit in the future. I couldn't be more excited about it."

The Perimeter Institute offers a one-year master's degree, which is entirely course-based.

"Every course is about five weeks, and we're taking two, maybe three of them at the same time, and it's a 10-month program. Sort of everyone's just working through all the courses together for the first semester and then the second semester you have a bit more choice in the specialization of the classes that you want to go into," Coughlin said.

The Métis student is hoping to specialize in quantum information theory, which he said is becoming increasingly favourable to theoretical physicists.

"It's a sort of new way of looking at physics as we see it today, and hopefully in search of a theory of quantum gravity. We today are unable to unify two of our greatest theories in physics," he said, referring to quantum mechanics and gravity.

"Quantum mechanics has been experimentally shown for over 100 years, and we have an incredible theory that predicts all the things that we see in quantum mechanics for the most part, but we still don't fully understand it, and it tends to confuse physicists regardless all the time," Coughlin said. "But we also have an incredible theory of gravity, which is general relativity, and these two theories seem incompatible. They do not fit together, but they both exist in the same universe, and we know that they have to. So, we've been searching for a theory that will encompass both of them, and we're still searching for one that is able to experimentally show that it is part of the same theory."

The graduate is excited to further pursue this passion for his master's.

"The Perimeter Institute has an incredible faculty that are working on quantum information, and I am thrilled to be able to sit down and talk with many of them over the next year," he said.

Beyond the next year, Coughlin hopes to help in the search for a theory of everything.

"Something that can describe all of the phenomena we see in the universe," he said.

He also plans to obtain his PhD and become a professor.

"I truly love teaching. It's not only a great way to engage with students, but also test your own knowledge, and every time I try to prepare lectures or slides or try to explain an idea to someone else, I learn something in return as well," he said. "Being able to explain these ideas in an engaging and interesting way is truly important."

He credited science communicators like Carl Sagan, John Carroll, Carlo Rovelli, and his own teachers for his decision to pursue physics.

"I think science communication is incredibly important," he said. "I would love to be a professor and conduct my own research and teach as well. That's the dream."

The Red River Métis grad has also been able to teach through the Kinew Métis Council, which he joined when he moved from his hometown of Selkirk to Winnipeg about a year ago. Through the Council, Coughlin has presented on topics such as astronomy and particle physics.

"I gave a very fun and compelling talk about our history of the knowledge of the scale of the universe, and it's quite incredible looking at the sort of turn of events," he said, noting that it took thousands of years, through the evolution of telescopes, for astronomers to realize that other galaxies outside of our own existed.

"For thousands and thousands of years we questioned and thought about how big was this universe of ours? Was it just the earth and the backdrop of the sky? And slowly we built better telescopes and saw some things further away than we expected, and even less than 100 years ago we didn't know that other galaxies outside of our own existed," he said. "Edwin Hubble, with one of the most powerful telescopes at the time, was able to show that objects existed outside of our own universe, which we now call the Milky Way galaxy. But that was the entire universe to us at that point, and since then we've discovered a seemingly infinite number of galaxies."

The budding physicist's talk also covered the fact that the universe extends much further than currently known.

"We don't have any real reason to believe that it doesn't extend much further than we can see, so the universe continues to get bigger and bigger and bigger," he said. "It was a really fun talk to sort of explore that."

The opportunity to present on topics he's enthusiastic about isn't the only benefit Coughlin has received from the Manitoba Métis Federation (MMF). Funding through the Post-Secondary Education Support Program has allowed him to focus his time and energy on his education.

"The MMF was a large part of how I was able to focus on school rather than sort of juggling jobs along the side," he said. "That made it possible for me to truly focus on school and on my studies and (to) treat my studies as a job."

Coughlin credits the support from the MMF for his ability to excel beyond his undergrad, from holding his past research positions and his acceptance to Perimeter Institute.

"I was able to focus and put all of my effort into my studies," he added. "It's something I'm truly thankful for, and I'm glad that these services are available to Métis students. It's truly incredible and absolutely important for how I got to where I am."

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Cole Coughlin

Un étudiant métis poursuit sa passion pour la physique

_{Cole Coughlin a récemment achevé son programme de baccalauréat spécialisé bidisciplinaire en physique et en informatique à l'Université du Manitoba, et fera son entrée à l'Institut Perimeter pour la physique théorique de Waterloo en août prochain.}

Avec la fin de l'année scolaire et l'arrivée de l'été, la saison des remises de diplômes est arrivée, et les diplômé(e)s métis(se)s sont impatient(e)s de revêtir leur mortier et leur toge. En juin, nous vous présentons des diplômé(e)s métis(se)s de la rivière Rouge qui exercent une influence positive dans leur communauté tout en excellant dans leurs études.

Cole Coughlin, diplômé de l'Université du Manitoba, s'est aperçu qu'il avait des aptitudes pour les mathématiques, la physique et l'informatique pendant ses études secondaires.

« Je me voyais développer une application et prendre une retraite anticipée, puis retourner à l'école et peut-être étudier la philosophie ou quelque chose comme ça », raconte-t-il. « Mais vers la fin du secondaire, j'ai pris conscience que je pouvais simplement poursuivre l'étude d'un un sujet qui m'intéressait depuis le début, comme la physique. »

Il a achevé son programme de baccalauréat spécialisé bidisciplinaire en physique et en informatique en l'espace de cinq ans. Bien que la physique soit sa véritable passion, il lui est apparu que l'informatique lui était aussi très utile.

« L'informatique est extrêmement utile en physique, et de nos jours, il est indispensable de savoir coder, c'est pourquoi ce diplôme s'est révélé très intéressant et m'a vraiment aidé à bien des égards », précise-t-il.

La pandémie a pris de l'ampleur vers la fin de sa troisième année, et les cours ont été immédiatement transférés en ligne. Au cours de l'été 2020, il a obtenu un poste à l'Université McGill pour effectuer des recherches en physique des particules.

« S'il s'était agi d'un été normal, j'aurais passé l'été à Montréal et j'aurais travaillé avec le groupe là-bas », affirme-t-il. « Mais j'ai pu faire tout mon travail virtuellement et tenir des réunions régulières avec l'équipe, ce qui m'a permis de vivre une expérience formidable. »

Les cours sont restés en ligne l'année suivante, et il a été l'un des rares Canadiens sélectionnés pour un poste de recherche dans le cadre d'un programme international pour étudiants de l'Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire à Genève, en Suisse, qui est aussi resté virtuel.

« J'ai donc manqué deux beaux voyages d'été pendant la pandémie », déplore-t-il. « Quoi qu'il en soit, ce furent des expériences vraiment incroyables, et j'ai beaucoup de chance d'avoir été sélectionné pour ces postes. »

En août, le diplômé de l'Université du Manitoba fera son entrée à l'Institut Perimeter pour la physique théorique à Waterloo.

« La perspective d'y aller m'enthousiasme vraiment », se réjouit-il. « C'est l'un des établissements les plus sélectifs au monde pour la physique. Ils sélectionnent chaque année environ 25 étudiants de très nombreux pays différents et, bien que l'institut soit situé à Waterloo, il n'y a que deux autres Canadiens, je crois, qui y vont avec moi. »

Il signale qu'il a déjà communiqué avec un certain nombre d'étudiantes et d'étudiants de sa cohorte.

« Ils ont déjà organisé une discussion de groupe avec les étudiantes et les étudiants qui iront là-bas l'année prochaine, et nous nous sommes tous présentés », souligne-t-il. « J'ai compté tous les pays d'où nous venons, et les 26 d'entre nous sont originaires d'une vingtaine de pays différents. Je ne pourrais pas être plus emballé. »

L'Institut Perimeter propose un programme de maîtrise d'un an, entièrement basé sur des cours.

« Chaque cours dure environ cinq semaines, et nous en suivons deux, voire trois en même temps, et il s'agit d'un programme de dix mois », dit-il. « En quelque sorte, tout le monde suit tous les cours ensemble pendant le premier semestre, puis au second semestre, on a un peu plus de choix dans la spécialisation des cours que l'on veut suivre. »

L'étudiant métis espère se spécialiser en théorie de l'information quantique, une branche qui, selon lui, est de plus en plus prisée par les physiciens théoriques.

« C'est en quelque sorte une nouvelle façon d'envisager la physique telle que nous la voyons aujourd'hui et, espérons-le, de rechercher une théorie de la gravité quantique », énonce-t-il. « Nous sommes incapables, à ce jour, d'unifier deux de nos plus grandes théories en physique », à savoir la mécanique quantique et la gravitation.

« La mécanique quantique est démontrée expérimentalement depuis plus de 100 ans, et nous disposons d'une théorie remarquable qui prédit la plus grande part de ce que nous voyons dans la mécanique quantique, mais nous ne la comprenons toujours pas complètement, et elle a tendance à embrouiller les physiciens en permanence », poursuit-il. « Mais nous avons aussi une formidable théorie de la gravitation, la relativité générale, et ces deux théories semblent incompatibles. Elles ne vont pas ensemble, mais elles existent toutes les deux dans le même univers, et nous savons qu'elles doivent exister. Nous avons donc cherché une théorie qui les englobe toutes les deux, et nous en recherchons toujours une qui soit capable de démontrer expérimentalement qu'elle fait partie de la même théorie. »

Le diplômé est exalté par la perspective de poursuivre cette passion dans le cadre de sa maîtrise.

« L'Institut Perimeter dispose d'un corps professoral extraordinaire qui travaille sur l'information quantique, et il me tarde de pouvoir m'asseoir et discuter avec nombre d'entre eux au cours de l'année qui vient », souligne-t-il.

Au-delà de la prochaine année, il espère contribuer à la recherche d'une théorie du tout.

« Quelque chose qui parvienne à décrire tous les phénomènes que nous observons dans l'univers. »

Il envisage également d'obtenir un doctorat et de devenir professeur.

« J'aime vraiment enseigner », assure-t-il. « C'est non seulement un excellent moyen de dialoguer avec les étudiantes et les étudiants, mais aussi de tester ses propres connaissances, et chaque fois que j'essaie de préparer des cours ou des diaporamas ou d'expliquer une idée à quelqu'un, j'apprends aussi quelque chose en retour. Il est très important de pouvoir expliquer ces idées d'une manière attrayante et intéressante. »

C'est grâce à des communicateurs scientifiques comme Carl Sagan, John Carroll et Carlo Rovelli, ainsi qu'à ses propres professeurs, qu'il a décidé de se lancer en physique.

« Je pense que la communication scientifique est de première importance », confirme-t-il. « J'aimerais être professeur, mener mes propres recherches et enseigner. C'est mon rêve. »

Le diplômé métis de la rivière Rouge a également pu enseigner grâce au Kinew Métis Council (« conseil des Métis de Kinew »), auquel il a adhéré lorsqu'il a quitté sa ville natale de Selkirk pour s'installer à Winnipeg il y a environ un an. Par l'intermédiaire de cet organisme, il a fait des présentations sur des sujets comme l'astronomie et la physique des particules.

« J'ai fait un exposé très amusant et convaincant sur l'histoire de notre connaissance de l'échelle de l'univers, et il est assez incroyable de voir la tournure des événements », fait-il remarquer, notant qu'il a fallu des milliers d'années, grâce à l'évolution des télescopes, pour que les astronomes se rendent compte qu'il existait d'autres galaxies en dehors de la nôtre.

« Pendant des milliers et des milliers d'années, nous nous sommes interrogés sur la taille de notre univers », précise-t-il. « S'agissait-il seulement de la terre et de la toile de fond du ciel? Peu à peu, nous avons construit de meilleurs télescopes et nous avons vu des choses plus éloignées que prévu. Il y a moins de 100 ans, nous ne savions pas qu'il existait d'autres galaxies en dehors de la nôtre. Edwin Hubble, avec l'un des télescopes les plus puissants de l'époque, a pu montrer que des objets existaient en dehors de notre propre univers, que nous appelons aujourd'hui la Voie lactée. Depuis, nous avons découvert un nombre apparemment infini de galaxies. »

L'exposé du physicien en herbe portait également sur le fait que l'univers s'étend beaucoup plus loin que ce que l'on connaît actuellement.

« Nous n'avons aucune raison de croire qu'il ne s'étend pas beaucoup plus loin que ce que nous pouvons voir, de sorte que l'univers continue à devenir de plus en plus grand », souligne-t-il. « C'était très amusant d'explorer cette question dans un exposé. »

La possibilité de présenter des exposés sur des sujets qui l'enthousiasment n'est pas le seul avantage que Cole Coughlin a obtenu de la Fédération Métisse du Manitoba (FMM). Le financement qu'il a reçu du programme de soutien à l'éducation postsecondaire lui a permis de consacrer son temps et son énergie à ses études.

« C'est en grande partie grâce à la FMM que j'ai pu me concentrer sur mes études plutôt que de jongler avec des emplois à côté », reconnaît-il. « Cela m'a permis de me concentrer véritablement sur l'école et sur mes études, et de les aborder comme un travail. »

Il attribue au soutien de la FMM sa capacité à exceller au-delà de son premier cycle universitaire, tant pour les postes de chercheur qu'il a occupés que pour son admission à l'Institut Perimeter.

« J'ai pu me concentrer et mettre tous mes efforts dans mes études », conclut-il. « C'est quelque chose dont je suis vraiment reconnaissant, et je suis heureux que ces services soient disponibles pour les étudiantes et les étudiants métis. C'est réellement formidable, et ça a joué un rôle essentiel pour m'amener où je suis à présent. »

 

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