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Dissertations / Theses on the topic 'Cosmologie quantique'
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Linsefors, Linda. "Phénoménologie de la cosmologie quantique à boucles." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAY009/document.
Full textAbstract:
Boucle gravité quantique (LQG) est une tentative pour résoudre le problème de la gravité quantique. Boucle cosmologie quantique (LQC) est une tentative d'appliquer LQG à la cosmologie précoce. Le but de LQC est de se connecter LQG avec des observations. Il est très difficile d'observer les effets de la gravité quantique parce que la densité d'énergie énorme est très probablement nécessaire. Ceci est exactement pourquoi l'Univers est choisi comme une étape pour rechercher des phénomènes de gravité quantique.Le résultat central de LQC est que la grande singularité bang est remplacé par un gros rebond. Toutefois, ce ne sont pas quelque chose qui est possible d'observer aujourd'hui. Pour cette raison, nous avons étudié la façon dont les perturbations cosmiques sont affectées par LQC. Nous avons utilisé l'approche dite d'algèbre déformée, et nous avons calculé les spectres obtenus pour les deux perturbations scalaires et tenseurs. Les spectres que nous avons trouvé ne sont pas compatibles avec l'observation. Cependant cela ne peut abeille considérée comme très forte preuve contre LQG car il y a trop d'hypothèses sur le chemin. Plutôt cela est le résultat de cette interprétation spécifique de LQC.Nous avons également étudié la dynamique de fond (la partie homogène des équations) de LQC. Depuis lent-roll inflation est essentielle pour expliquer de nombreuses caractéristiques de l'univers, y compris le CMB, nous voulons savoir si lent-roll inflation est compatible avec LQC. Nous avons constaté que, en effet, il est. Si un champ d'inflation potentiel carré est ajouté à la théorie, le rebond va lever l'énergie potentielle suffisante pour fournir environ 145 e-plis de lent-roll inflation. Toutefois, lorsque anisotropies sont pris en compte, le montant de l'inflation diminue, et peut même disparaître complètement s'il y a trop de cisaillement au moment du rebond.Nous avons dérivé l'équation Friedman modifié pour anisotrope LQC. Cela nous a permis d'étudier anisotrope LQC pas seulement numériquement, mais aussi analytiquement, qui nous a donné une compréhension beaucoup plus complète de la situation que ce qui était connu auparavant.Enfin, nous avons étudié certains aspects géométriques de l'espace de Sitter, qui a donné lieu à deux considérations très différentes. Tout d'abord nous avons constaté que nous pouvons, pour une théorie générale de la cosmologie modifiée et sous certaines hypothèses assez conservatrices, tirer la dynamique d'un univers spatialement incurvée, étant donné la dynamique d'un un espace plat. Cela est pertinent dans les théories telles que LQC, où il est plus facile de trouver la solution plate que celle incurvée. Deuxièmement, nous proposons un mécanisme possible pour l'origine et la renaissance de l'Univers<br>Loop quantum gravity (LQG) is an attempt to solve the problem of quantum gravity. Loop quantum cosmology (LQC) is an attempt to apply LQG to early cosmology. The purpose of LQC is to connect LQG with observations. It is very hard to observe any quantum gravity effects because enormous energy density is most likely required. This is exactly why the early Universe is chosen as a stage to search for quantum gravity phenomena.The central result of LQC is that the big bang singularity is replaced by a big bounce. However this is not something that is possible to observe today. For this reason, we have investigated how cosmic perturbations are affected by LQC. We have used the so called deformed algebra approach, and have calculated the resulting spectrums for both scalar and tensor perturbations.The spectrums that we have found are not compatible with observation. However this can not bee taken as very strong evidence against LQG since there are too many assumptions on the way. Rather this is a result for this specific interpretation of LQC.We have also studied the background dynamics (the homogenous part of the equations) of LQC. Since slow-roll inflation is essential in explaining many features of the universe, including the CMB, we want to know if slow-roll inflation is compatible with LQC. We have found that, indeed, it is. If a square potential inflation field is added to the theory, the bounce will lift the potential energy enough to provide around 145 e-folds of slow-roll inflation. However, when anisotropies are taken into account, the amount of inflation decreases, and can even disappear completely if there is too much shear at the time of the bounce.We have derived the modified Friedman equation for anisotropic LQC. This has allowed us to study anisotropic LQC not just numerically, but also analytically, which has given us a much more comprehensive understanding of the situation than what was known before.Finally, we have studied some geometric aspects of de Sitter space, which has resulted in two very different considerations. Firstly we found that we can, for a general theory of modified cosmology and under some quite conservative assumptions, derive the dynamics for a spatially curved universe, given the dynamics of a spatially flat one. This is relevant in theories such as LQC, where it is easier to find the flat solution than the curved one. Secondly, we propose a possible mechanism for the origin and rebirth of the Universe
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Cailleteau, Thomas. "Etude des perturbations cosmologiques et dérivation des observables en Gravité Quantique à Boucles." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00749162.
Full textAbstract:
La relativité générale est la théorie rendant compte de la gravitation via une déformation de l'espace-temps. Son application à l'Univers permet, dans le modèle Lambda-CDM, de bien rentre compte des observations cosmologiques. Cependant, à l'échelle de Planck, la théorie ne fonctionne plus et s'avère incohérente. Pour résoudre ce problème, il est sans doute essentiel de tenir compte des effets quantiques. Depuis près d'un siècle, concilier relativité générale et mécanique quantique est considéré comme une priorité de la physique théorique. La tâche s'avère néanmoins extraordinairement difficile et cette thèse est consacrée à l'une des pistes les plus sérieuses : la gravitation quantique à boucles. Pour aller de l'avant dans cette démarche nécessaire mais complexe, des confrontation avec des données expérimentales seraient essentielles. Nous nous sommes ainsi intéressés aux perturbations cosmologiques générées dans ce cadre. Nous avons étudié en détails les conséquences phénoménologiques des corrections de cosmologie quantique à boucles aux modes tensoriels dans un modèle d'univers en rebond. Une analyse de Fisher a été développée pour comparer ces prédictions aux éventuelles futures observations. Pour les autres modes, nous nous sommes placés dans un formalisme spécifique incluant le calcul de contre-termes permettant de prévenir l'apparition d'anomalies dans la structure de l'algèbre des contraintes. Ce formalisme a été appliqué aux cas des perturbations vectorielles puis scalaires. Les équations du mouvement invariantes de jauges permettant de calculer les spectres ont alors été dérivées.
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Liu, Lihui. "Cosmologie quantique à température finie en théorie des supercordes." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00733052.
Full textAbstract:
On étudie la cosmologie induite par un gaz parfait de supercordes à température finie. Les effets thermaux et quantiques du gaz de cordes génèrent un potentiel effectif au niveau d'une boucle. A certains points dans l'espace de modules où les masses des états génériquement massifs s'annulent, le potentiel effectif atteint des minima locaux. Les modules qui y sont attirés prennent des masses qui diminuent avec le temps, ce qui permet aux oscillations cohérentes des modules d'être diluées avant la nucléosynthèse. Ainsi le modèle ne rencontre pas le problème des modules cosmologiques. En particulier, on étudie la stabilisation des modules pour la cosmologie induite par i) un gaz de cordes hétérotiques maximalement supersymétriques, ii) un gaz de cordes de type II compactifiées sur un espace de Calabi-Yau de dimension complexe 3. Dans le 1er cas, les minima locaux du potentiel effectif apparaissent aux points de symétries de jauge étendues. Ceux-ci stabilisent tous les modules sauf le dilaton. Dans le 2ème cas, les minima locaux du potentiel effectif sont atteints où des 2- ou 3-sphères dans l'espace de Calabi-Yau s'évanouissent, produisant une transition conifold ou une extension du groupe non Abelien de jauge. Les états non massifs supplémentaires sont engendrés par des D-branes s'enroulant sur les sphères qui s'évanouissent et les modules stabilisés sont ceux qui contrôlent les volumes de ces sphères. Pour les deux cas, on étudie aussi respectivement les théories duales de type I maximalement supersymétrique et hétérotique compactifiée sur K3xT2. On trouve que les modules duaux sont stabilisés par des effets non perturbatifs impliqués par les dualités concernées.
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Colistete, Júnior Roberto. "Quelques méthodes perturbatrices en gravitation et cosmologie." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066081.
Full text
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Lacoste, Lareymondie Marc de. "Philosophie de la non-séparabilité quantique et cosmologie d'Alfred North Whitehead." Paris 1, 2004. http://www.theses.fr/2004PA010507.
Full textAbstract:
La non-séparabilité (ou enchevêtrement) de deux particules corrélées peut être considérée comme une réalité physique après les expériences d' Alain Aspect (1982) et de Nicolas Gisin ( 1997). L' épistémologie quantique s'en trouve confirmée. Elle retient notamment: (i) la notion d'interconnexité généralisée ; (ii) la notion d'événement remplaçant celle d'objet ; (iii) l'élimination de la notion de substance support de qualités; (iv) la non-localité et la causalité élargie. Cette philosophie entraîne une nouvelle " vision du monde " rendant obsolète celle issue de la cosmologie newtonienne. La cosmologie d' Alfred North Whitehead, élaborée dans les années 1920-1930, incorpore les découvertes physiques de l'époque (relativité, physique quantique, évolution) et manifeste encore aujourd'hui une pertinence étonnante. Philosophie réaliste, complétant les notions indiquées ci-dessus par celles de devenir auto-créatif et d'ontologie mentaliste, elle ouvre la voie à une nouvelle " vision du monde " exigée par les faits. Elle doit cependant être modernisée en incorporant dans son schème catégorial les derniers développement de la physique quantique : le principe de superposition et le principe d'enchevêtrement. A cette condition la cosmologie whiteheadienne se révèle être une véritable métaphysique pour notre temps.
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Bautista, Solans Maria Teresa. "Weyl anomalies and quantum cosmology." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066329/document.
Full textAbstract:
Nous étudions les conséquences cosmologiques des anomalies de Weyl qui émergent de la renormalisation des opérateurs composés des champs, y compris la métrique. Ces anomalies sont codifiées dans les habillements gravitationnels des opérateurs dans une action effective quantique non-locale. Nous obtenons les équations d'évolution qui découlent de cette action et nous en cherchons des solutions cosmologiques. Par simplicité on se limite à la gravité d'Einstein-Hilbert avec une constante cosmologique. Nous initions par considérer la gravité en deux dimensions, où la théorie de Liouville nous permet de calculer l'habillement gravitationnel de la constant cosmologique. Avec une formulation invariante de Weyl, nous déterminons l'action effective et le tenseur de moment correspondant, qui deviennent non-locaux. Les anomalies de Weyl modifient le tenseur entier, pas seulement sa trace, et nous trouvons une énergie du vide qui décline avec le temps et un ralentissement de l'expansion de de Sitter à une de quasi-de Sitter. En quatre dimensions, motivés par nos résultats en deux dimensions, nous paramétrisons l'action effective avec des habillements gravitationnels générales. Dans le cas des dimensions anormales constantes, le tenseur de moment conduit encore à une énergie du vide qui décline et une expansion de quasi-de Sitter de roulement lent. Les dimensions anormales sont calculables à priori dans une certaine théorie microscopique avec des méthodes semi-classiques. Même si les dimensions anormales sont petites en théorie des perturbations, leur contribution intégrée le long des plusieurs e-folds pourrait mener à des effets significatifs pendant la cosmologie primordiale<br>In this thesis we study the cosmological consequences of Weyl anomalies arising from the renormalization of composite operators of the fundamental fields, including the metric. These anomalies are encoded in the gravitational dressings of the operators in a non-local quantum effective action. We derive the evolution equations that follow from this action and look for cosmological solutions. For simplicity, we focus on Einstein-Hilbert gravity with a cosmological constant. We first consider two-dimensional gravity, where Liouville theory allows us to compute the gravitational dressing of the cosmological constant operator. Using a Weyl-invariant formulation, we determine the gauge-invariant but non-local effective action, and compute the corresponding non-local momentum tensor. The Weyl anomalies modify the full quantum momentum tensor, not only its trace, and hence lead to interesting effects in the cosmological dynamics. In particular, we find a decaying vacuum energy and a slow-down of the de Sitter expansion. In four dimensions, motivated by our results in two dimensions, we parametrize the effective action with scale-dependent gravitational dressings, and compute the general evolution equations. In the approximation of constant anomalous dimensions, the momentum tensor leads to a decaying vacuum energy and a slow-roll quasi-de Sitter expansion, just as in two dimensions. The anomalous dimensions are in principle computable in a given microscopic theory using semiclassical methods. Even though the anomalous dimensions are small in perturbation theory, their integrated effect over several e-folds could add up to something significant during primordial cosmology
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Giraud, Alexandre. "Phénomènes hors équilibre dans l'univers inflationnaire en théorie quantique des champs." Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077031.
Full textAbstract:
Dans cette thèse j'étudie le reheating de l'Univers inflationnaire. Cette ère fait le lien entre l'inflation de l'Univers et le modèle du Big-Bang chaud. Pendant celle-ci, l'Inflaton se désintègre en matière qui, via ses propres interactions, thermalise et donne une description statistique au contenu de l'Univers. Ce travail est réalisé dans le cadre d'une théorie quantique des champs utilisant des méthodes hors équilibre telle que l'action effective 2-Particule-lrreductible permettant de faire face aux difficultés de la théorie quantique des champs hors équilibre traditionelle. J'étudie premièrement le cas où la matière produite peut être décrite par des champs scalaires puis par des degrés de liberté fermioniques, où l'approximation classique n'existe pas. Je développe l'action effective à l'ordre sous dominant d'un développement non perturbatif en inverse du nombre de champs de matière ce qui permet d'explorer des théories où la matière est fortement couplée à elle-même. Dans une deuxième partie j'étudie la décohérence des fluctuations primordiales de densité. L'inflaton peut être vu comme un condensât quantiquement cohérent et sa désintégration comme une décohérence de celui-ci. Cette décohérence et perte de pureté est fortement liée à la perte d'information qu'un observateur a sur le système si il se restreint au sous-espace Gaussien des fonctions de corrélations. Cette étude montre que, même dans le cadre peu habituel où le système n'est pas en interaction avec un environnement extérieur incohérent et/ou thermique, celui-ci perd sa pureté et sa cohérence initiale au profit d'une production du nombre de degré de liberté ou d'entropie<br>In this thesis I study the reheating era of the inflationarry Universe. This makes the link between the inflation of the Universe and the hot Big-Bang model. During it, the inflaton decays into matter which thermalises by its self interaction giving a statistical description to the Universe content. This work is realised in the quantum filed theory setup using out-of-equilibrium methods such as the 2-Particle-Irreducible effective action which allows to deal with the usual difficulties of out-of-equilibrium quantum field theory. First I study the case where matter is represented by scalar fields then by fermionic degrees of freedom, where classical approximation does not exist. I expand the effective action to the Next-to-Leading Order in an inverse number of matter fields expansion which allows to explore theories where the matter is strongly coupled to itself. In a second part I study the decoherence of primordial density fluctuations. The Inflaton can be seen as a quantum coherent condensate and its decay as a decoherence. This decoherence and this loss of purity is strongly related to the loss of information an observer has on the System if he's retrained to the Gaussian correlation functions subspace. This work shows that, even in the unusual case where the System is not coupled to an external thermal and/or incoherent environment, this one loose its initial coherence and purity to product degrees of freedom or entropy
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SALGADO, JULIEN. "Theorie quantique des champs hors equilibre, groupe de renormalisation dynamique et applications a la cosmologie." Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066675.
Full textAbstract:
L'etude moderne de l'univers primordial se fait grace a des modeles qui introduisent une epoque d'inflation anterieure a la baryogenese primordiale. Bien qu'il soit possible de comprendre cette periode avec des outils classiques de la physique, un traitement correct necessite l'usage de la theorie quantique des champs hors equilibre. Ce cadre theorique qui s'applique non seulement a la cosmologie primordiale mais aussi a d'autres domaines de la physique ou la densite d'energie est grande et ou les effets quantiques sont importants, tel est le cas pour les collisions d'ions lourds. Afin que les effets de la contre reaction quantique sur l'evolution du systeme ne soit pas sous estimes, un traitement complet et auto consistant doit etre realise. Ceci peut etre atteint par l'utilisation de la methode d'approximation pour n. L'etude approfondie d'un champ scalaire dans un espace-temps plat peut alors etre faite pour les deux sortes de symetrie du potentiel : brisee ou non brisee. Dans tous les cas, il est possible de distinguer deux periodes de l'evolution quantique, une phase de resonance parametrique ou d'instabilite spinodale, suivie d'une phase de relaxation non lineaire. Ces deux periodes peuvent etre comprises soit en effectuant des calculs numeriques precis soit par une etude analytique complete des equations du mouvement de la theorie des champs hors equilibre. Il est alors possible de determiner de nombreuses quantites physiques comme la densite d'energie, la pression, la densite spectrale de particule, les fonctions de correlation. L'etude du probleme de la restauration de symetrie est aussi possible. Ces analyses necessitent l'introduction de nouvelles methodes qui sont particulierement utiles a l'etude des systeme non lineaire : l'analyse multi-echelle et le groupe de renormalisation dynamique. Cette derniere technique developpee recemment et basee sur les idees du groupe de renormalisation permet une resomation uniforme d'un developpement perturbatif.
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Stagno, Gabriele Vittorio. "Quantum cosmology in loop quantum gravity : 2-vertex spinfoam amplitudes and effective hamiltonians." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0190.
Full textAbstract:
Nous avons d'abord étudié les amplitudes de transition entre deux réseaux de spin limite avec diagramme dipolaire, fournis par l'EPRL spinfoam Lorentz modèle avec 2 sommets non-simpliciaux. Une évaluation systématique de ces amplitudes de transition ont été abordées, en identifiant lesquels étaient pertinents pour processus physiques. Grande échelle de spin le comportement et les corrélations entre la limite initiale et finale ont été exquis analytiquement pour un modèle simplifié et numériquement pour le modèle complet, en trouvant que les contributions de différents graphiques peuvent être organisées selon à leur comportement de mise à l'échelle dans une hiérarchie qui est également conservée à de petites pirouettes et bien capturée déjà par un modèle simplifié introduit. Ensuite, la dynamique cosmologique efficace dans la gravité de la boucle réduite quantique a été abordée au moyen d'une nouvelle schéma de régularisation basé sur des états préparés dans une superposition de graphes. De nouveaux hamiltoniens efficaces ont été calculés en montrant d'abord que les schémas de régularisation précédents introduits en boucle de cosmologie quantique (LQC) peuvent être obtenus dans ce nouveau modèle puis étendre le domaine de validité de notre schéma au cas non isotropique (Bianchi I). Pour le cas isotrope, le nouvel hamiltonien effectif génère une dynamique différente de celui fourni par LQC: le scénario de rebond symétrique est remplacé par un évolution qui est quasi stationnaire dans la phase de pré-rebond, puis d'accord avec le LQC un, soutenant la conjecture pour l'émergence de l'univers rebondissant à être un caractéristique générale du secteur isotrope de QRLG<br>We first studied the transition amplitudes in loop quantum gravity (LQG) between two dipole spin-networks, as provided by the EPRL spinfoam model with 2 non-simplicial vertices. A systematic evaluation of these transition amplitudes has been discussed, identifying which ones were relevant for physical processes. Large scale spin behavior and correlations between the initial and final states has been evaluated, analytically for a simplified model and numerically for the full one, finding that the contributions of different graphs can be organized according to their behavior of setting to the scale in a hierarchy that is also preserved at small pirouettes and well captured already by a simplified model introduced.Beside, the effective quantum cosmological dynamics has been addressed for both isotropic and non isotropic models within the framework of Quantum reduced loop gravity (QRLG), a gauge fixed version of LQG. Dynamics has been addressed by means of a new regularization scheme based on states prepared in a superposition of graphs. New Hamiltonians have been computed, showing the usual regularization schemes introduced in loop quantum cosmology (LQC) naturally fit in this new scheme. Then we extended the domain of validity of our model to the non-isotropic case (Bianchi I spacetime). Both for isotropic and non isotropic cases, the new Hamiltonians generate a dynamics which is different from the one provided by LQC: in the isotropic case, the symmetric big bounce scenario is replaced by an evolution which is quasi stationary in the pre bounce phase and then follows the usual expansion. For Bianchi I an intriguing accelerated phase replaces the stationary one
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Martineau, Killian. "Quelques aspects de cosmologie et de physique des trous noirs en gravitation quantique à boucles Detailed investigation of the duration of inflation in loop quantum cosmology for a Bianchi I universe with different inflaton potentials and initial conditions Some clarifications on the duration of inflation in loop quantum cosmology A first step towards the inflationary trans-Planckian problem treatment in loop quantum cosmology Scalar spectra of primordial perturbations in loop quantum cosmology Phenomenology of quantum reduced loop gravity in the isotropic cosmological sector Primordial Power Spectra from an Emergent Universe: Basic Results and Clarifications Fast radio bursts and the stochastic lifetime of black holes in quantum gravity Quantum fields in the background spacetime of a polymeric loop black hole Quasinormal modes of black holes in a toy-model for cumulative quantum gravity Seeing through the cosmological bounce: Footprints of the contracting phase and luminosity distance in bouncing models Dark matter as Planck relics without too exotic hypotheses A Status Report on the Phenomenology of Black Holes in Loop Quantum Gravity: Evaporation, Tunneling to White Holes, Dark Matter and Gravitational Waves." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAY044.
Full textAbstract:
Cantonnée à la physique mathématique depuis des décennies, la gravitation quantique entre désormais dans le giron de la science expérimentale. Suivant cette mouvance nous considérons dans cette thèse trois cadres d’application de la gravitation quantique à boucles (LQG) : le système Univers, les trous noirs et les astroparticules. Le troisième n’est qu’esquissé tandis que les deux premiers sont présentés plus en détails.Le secteur cosmologique étant l’un des domaines les plus prometteurs pour tester et contraindre des théories de gravité quantique, le développement de différents modèles tentant d’appliquer les idées de la LQG à l’Univers primordial ne s’est pas fait attendre. Les travaux que nous présentons portent sur la phénoménologie associée à ces modèles; tant dans le secteur homogène (où nous nous focalisons notamment sur la durée de la phase d’inflation), que dans le secteur inhomogène (nous étudions ce coup-ci le devenir des spectres de puissance primordiaux). Ces études combinées nous permettent alors de préciser dans quelle mesure des effets de gravité quantique (à boucles) peuvent être observés dans les anisotropies du fond diffus cosmologique.D’autre part les trous noirs, non contents de faire partie des objets les plus étranges et les plus fascinants de l’Univers, constituent également des sondes privilégiées pour tester des théories de gravitation. Nous développons la phénoménologie associée à différents traitements des trous noirs en gravitation quantique à boucles. Celle-ci intervient sur une grande variété de fronts : de l’évaporation de Hawking aux ondes gravitationnelles, en passant par la matière noire. C’est sans nul doute un domaine riche et vaste.Finalement, l’existence d’une échelle de longueur minimale, prédite par la majorité des théories de gravité quantique, suggère une généralisation du principe d’incertitude de Heisenberg. Partant de ce constat nous présentons également dans ce manuscrit une méthodologie permettant de calculer une nouvelle relation de dispersion de la lumière à partir du principe d’incertitude généralisé le plus couramment répandu<br>After decades of being confined to mathematical physics, quantum gravity now enters the field of experimental science. Following this trend, we consider throughout this thesis three implementation frameworks of Loop Quantum Gravity (LQG): the Universe as a system, black holes and astroparticles. The last one is only outlined while the first two are presented in more detail.Since the cosmological sector is one of the most promising areas for testing and constraining quantum gravity theories, it was not long before the development of different models attempting to apply the ideas of the LQG to the primordial Universe. The work we present deals with the phenomenology associated with these models; both in the homogeneous sector (where we focus particularly on the duration of the inflation phase), as in the inhomogeneous sector (where this time, we study the fate of the primordial power spectra). These combined studies then allow us to specify to what extent effects of (loop) quantum gravity can be observed in the anisotropies of the cosmic microwave background.On the other hand black holes, not content to be among the strangest and most fascinating objects of the Universe, are also prominent probes to test the theories of gravitation. We develop the phenomenology associated with different treatments of black holes in the loop quantum gravity framework, which intervenes on multiple levels: from the evaporation of Hawking to gravitational waves, including dark matter. This is undoubtedly a rich and vast area.Finally, the existence of a minimal length scale, predicted by the majority of quantum gravity theories, suggests a generalization of the Heisenberg uncertainty principle. On the basis of this observation, we also present in this manuscript a methodology to derive a new relation dispersion of light from the most widely used generalized uncertainty principle
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Drees, Willem B. "Beyond the Big bang : quantum cosmologies and God /." La Salle (Ill.) : Open Court, 1990. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb356197519.
Full text
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Campo, David. "Propriétés des spectres primordiaux dans le scénario inflationnaireCorrélations spatio-temporelles et rôle des fréquences trans-planckiennes." Tours, 2004. http://www.theses.fr/2004TOUR4013.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude des fluctuations métriques primordiales à l'origine des grandes structures de l'univers, telles que prédites par le scénario cosmologique dit de l'inflation. La première partie contient une présentation du Modèle Cosmologique Standard et du paradigme de l'inflation. La seconde partie présente une étude des corrélations spatio-temporelles des spectres primordiaux dans un formalisme quantique. Dans la partie suivante je réexamine les questions de la décohérence et de l'entropie des fluctuations primordiales. La dernière partie traite du rôle joué par les très hautes fréquences, dites fréquences trans-planckiennes, dans les propriétés des spectres primordiaux<br>In this thesis I study the primordial metric fluctuations which are predicted in the cosmological scenario known as inflation, and which are at the origin of the large scale structures in the universe. The first part contains an introduction to the Standard Cosmological Model and to the inflationary paradigm. In the second part I present an analysis of the space-time correlations in inflationary spectra in quantum settings. In the next part I reexamine the questions of the decoherence and the entropy of the primordial spectra. The last section of the manuscript is devoted to the role played by very high frequences, the so-called trans-Planckian frequencies, in the properties of the inflationary spectra
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Golubtsova, Anastasia. "Solutions exactes en théories de gravité et supergravité et les applications cosmologiques." Observatoire de Paris (1667-....), 2013. https://hal.science/tel-02095139.
Full textAbstract:
Pour un modèle gravitationnel D-dimensionnelle sur un produit de variétés d'Einstein, les solutions exactes générales sont générées en utilisant l'approche modèle sigma lon-linéaire. Les solutions sont obtenues dans le cas suivant 1) tous les espaces sont à variétés à Ricci-plates, 2) un espace (l'espace quotient) à courbure scalaire non nul et les autres variétés sont Ricci-plates. Pour le premier cas, nous montrons que les solutions peuvent décrire l'expression accélérée de l'Univers. Une sous-classe de solutions à symétrie sphérique est étudiée. Les nouvelles solutions pour le modèle 4D de la théorie Brans-Dicke généralisée avec champs scalaires non-universallement couplés à la gravité sont trouvées en termes de fonctions elliptiques. Nous montrons que pour certains paramètres les solutions peuvent être exprimées en termes de fonctions exponentielles. Nous étudions des solutions de type cosmologique, qui ont une origine supergravitationnnel. Une sous-classe de S-branes correspondantes aux algèbres de Lie de rang 3 est choisi, pour cette sous-classe il existe un intervalle de temps où une expansion accélérée d'un sous-espace de dimension 3 est compatible avec une petite variation de la constante gravitationnelle. Les intersections orthogonales de trois M-branes sont étudiées par la SUGRA N=1 à 11D. Les formules explicites pour le calcul de supersymétries préservées sont obtenues. Certains exemples de configurations supersymétriques contenant les espaces K3, C²/Z², une 4d pp-onde et R¹'¹/Z² sont présentés. Nous montrons que le remplacement de la variété plate avec topologie triviale par une variété Ricci-plate réduit le nombre des supersymétries préservées<br>For a D-dimensional gravitational model with a sigma-model source term, defined on a product of Einstein manifolds, the exact solutions of general type are generated using sigma model approach. The solutions are obtained in the following cases 1) when all factor spaces are Ricci-flat, 2) when one factor space has nonzero scalar curvature and other are Ricci-flat. For the first case we show that the solutions can describe the accelerated expansion of the Universe. A subclass of spherically-symmetric solutions is studied. "No-hair theorem" for black holes is proved. For the 4D model of the generalized Brans-Dicke gravity with scalar fields nonuniversally coupled to gravity, new solutions are found in terms of elliptic functions. We show that for certain parameters the solutions can be expressed in terms of exponential functions. Cosmological type solutions of supergravity origin are studied. A subslass of S-brane solutions corresponding to Lie algebras rank 3 is singled out, for which there exists a time interval where an accelerated expansion of a 3-dimensional subspace is compatible with a small enough value of the variation of the gravitational constant. For 11D N = 1 SUGRA orthogonal intersections of three M branes are studied. The explicit formulae for computing the amounts of preserved supersymmetries are obtained. Certain examples of the supersymmetric configurations containing such factor-spaces as K3, C²/Z², a four dimensional pp-waves manifold and R¹'¹/Z² are presented. We show that the replacement of the flat manifold with trivial topology by a Ricci-flat manifold of a flat manifold with non trivial topology reduces the number of preserved supersymmeties
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Bolliet, Boris. "Au-delà de la relativité générale : certains aspects de la cosmologie quantique à boucles, des trous noirs et de l'univers sombre." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAY057/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous explorons la phénoménologie de certaines extensions de la relativité générale et de la gravité quantique.Cette recherche est motivée par l’incomplétude des modèles théoriques qui décrivent le comportement de la matière aux échelles cosmologiques.Le model standard de la physique des particules et la relativité générale, combinés ensemble et avec les données expérimentales provenant des collisionneurs de particules et de l’astrophysique, conduisent a des modèles d’univers domines par de la matière invisible. De plus, selon le meilleur de ces modèles, l’univers serait présentement dans une phase d’expansion accélérée et aurait commencer son existence par une singularité spatio-temporelle : le big bang.Ainsi, la physique théorique se trouve mise au défi d’obtenir un model sans singularités et avec moins (ou aucune) matière sombre. Sur ce point, les deux dernières décennies ont étés particulièrement fructueuse : il y a maintenant un grand nombre de théories de gravité modifiée, d’énergie sombre et de gravité quantique qui sont à notre disposition.L’objectif du présent travail est de construire un cadre phénoménologique nous permettant de comparer clairement ces théories les unes aux autres et possiblement d’en réfuter certaines en se basant sur les récentes observations cosmologiques ainsi que celles qui sont encore a venir.La première partie de la thèse est dédiée aux théories de gravité modifiée et d’énergie sombre. La deuxième partie traite de la cosmologie quantique a boucles, et finalement la dernière partie présente une nouvelle façon de sonder l’expansion accélérée de l’univers via l’effet Sunyeav Zeldovich thermique<br>In this thesis we explore the phenomenology of some extensions to General Relativity and quantum gravity theories.The motivation for this research lies in the incompleteness of the current theoretical models that describe the behaviour of matter on cosmological scales.The standard model of particle physics and general relativity, combined together along with experimental probes in particle colliders and astrophysics, lead to a model for our universe, which is today dominated by dark matter. Moreover, according to the best model, the universe is currently undergoing an accelerated expansion and had started its existence with a space-time singularity: the big bang.The challenge for theoretical physics is therefore to obtain a model without singularity and with less invisible matter (or none). To this respect, the last two decades have been particularly fruitful: there is a large number of competing modified gravity and dark energy theories as well as quantum gravity proposals at our disposal.The purpose of the work presented here is to set up a phenomenological framework that enables a clear comparison and possible exclusions of these new theories by confronting them to current and future observational data.The first part of the thesis is dedicated to modified gravity and dark energy models. The second part deals with loop quantum cosmology, and the last part is a presentation of a new probe for dark energy: the thermal Sunyaev Zeldovich power spectrum
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Ben, Achour Jibril. "Towards self dual Loop Quantum Gravity." Sorbonne Paris Cité, 2015. https://theses.hal.science/tel-01396791.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, une nouvelle stratégie est présentée afin d'étudier les prédictions cinématique et physique de la Gravité Quantique à Boucles (GQB) définie à partir des variables self duales et ainsi contourner la difficulté d'imposer les contraintes de réalité inhérentes à la formulation self duale de la théorie. Cette stratégie est basée sur une procedure de prolongement analytique, grace à laquelle le paramètre d'Immirzi réel devient purement imaginaire, ce qui correspond à travailler avec les variables self duales. Nous étudions cette procedure dans le cadre de la quantification des trous noirs et montrons qu'elle permet d'obtenir les résultats semi classique de thermodynamique de manière bien plus satisfaisante dans le context de la GQB. Nous poursuivons ensuite nos investigations dans le cadre d'un modèle jouet de gravité planaire (2+1 dimensions) ainsi que en Cosmologie Quantique à Boucles. Suite aux résultats obtenus dans cette thèse, cette procédure semble representer un candidat intéressant pour étudier la version self duale de la GQB qui est rester hors de portée depuis l'introduction des variables self duales en 1986<br>In this PhD thesis, we introduced a new strategy to investigate the kinematical and physical predictions of self dual Loop Quantum Gravity (LQG) and by-passed the old problem of implementing quantum mechanically the so called reality conditions inherent to the self dual formulation. This strategy relies on an analytic continuation which send the Barber() Immirzi parameter from its real value to the purely imaginary one, corresponding to the self dual variables. We investigate this procedure in the context of black holes quantization and show that it leads to a more satisfying derivation of the semi classical results of the thermodynamics of black hole within the LQG context. We investigate further this procedure in a toy model of three dimensional gravity, as well as in the context of Loop Quantum Cosmology. This procedure seems to provide an interesting candidate to investigate the self dual version of LQG, which has remain elusive since the very advent of the self dual variables in 1986
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Liu, Hongguang. "Aspects of quantum gravity." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0209.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne principalement, sans toutefois s'y limiter, le problème de la gravité quantique dans le contexte de la gravité quantique en boucle. Les deux aspects fondamentaux et les conséquences physiques de la gravité à boucles sont étudies dans ce travail. Nous étudions l'invariance de Lorentz de la gravité quantique de la boucle, à la fois dans l'approche canonique et dans le modelé de mousse de spin. Nous présentons une description de jauge su(1,1) de la théorie de la gravité en quatre dimensions, au lieu de la description habituelle su(2). Nous étudions la quantification de boucle au niveau cinématique, où nous avons constaté il n'y a pas d'anomalie entre la description su(1,1) et la description su(2). Dans le même temps, nous effectuons l'analyse semi-classique du modelé de mousse de spin de Conrady-Hnybida dans une situation très générale dans laquelle des tétraèdres de type temps avec des triangles de type temps sont pris en compte. Nous identifions la contribution dominante avec des géométries simplicales discrètes et nous retrouvons l'action de gravité de Regge. Dans une seconde partie de cette thèse, nous étudions le lien entre la gravité mimétique étendue, une classe de théories scalaires-tenseurs, et la dynamique effective de la cosmologie quantique à boucles ainsi que les modèles de trous noirs polymères sphériques inspirés de la gravité quantique à boucles. En attendant, nous résolvons explicitement les équations d'Einstein modifiées dans le cadre de modèles de polymères effectifs à symétrie sphérique. La métrique effective pour une géométrie de trou noir intérieure statique décrivant la région piégée est donnée<br>This thesis mostly involves, but not restricts to, the problem of quantum gravity in the context of loop quantum gravity. Both fundamental aspects and the physical consequences of loop gravity are investigated in this work. We study the Lorentzian invariance of loop quantum gravity, in both the canonical approach and the spin foam model approach. We introduce an su(1, 1) gauge description of gravity theory in four dimensions, instead of the usual su(2) description. We investigate the loop quantization at the kinematical level, where we show that there is no anomaly between the su(1, 1) description and the su(2) description of space-like areas. Meanwhile, we perform the semi-classical (large-j asymptotic) analysis of the spin foam model (Conrady-Hnybida extension) in the most general situation, in which timelike tetrahedra with timelike triangles are taken into account. We identify the dominant contribution to the discrete simplicial geometries and recover the Regge action of gravity. On a second part of this thesis we focus on the problem of the high energy effective dynamics of loop gravity in cosmology and black holes through simplified models. We investigate the link between the family of extended Mimetic gravity, a class of scalar-tensor theories, and the effective dynamics of loop quantum cosmology as well as the spherical polymer black hole models inspired from loop quantum gravity. Futhermore, we solve the modified Einstein's equations explicitly in the framework of effective spherically symmetric polymer models. The effective metric for a static interior Black Hole geometry describing the trapped region is given
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Vennin, Vincent. "Inflation cosmologique : aspects théoriques et contraintes observationnelles." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066305/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse sur articles nous nous intéressons aux contraintes observationnelles sur les modèles d'inflation cosmologique et nous étudions certains aspects fondamentaux liés à la nature quantique de la physique inflationnaire. Nous commençons par analyser de façon systématique les modèles à un champ scalaire et avec terme cinétique standard. Dans l'approximation du roulement lent, et en intégrant les contraintes venant du réchauffement, nous dérivons les prédictions associées à environ 75 potentiels. Nous utilisons ensuite les techniques d'inférence Bayésienne pour classer près de 200 modèles inflationnaires et contraindre leurs paramètres. Cela permet d'identifier les modèles favorisés par les observations et de quantifier les niveaux de tensions entre les différents jeux de données. L'intérêt d'une telle approche est renforcé par l'étude de méthodes indépendantes du modèle telle que le ``flot de Hubble'', qui se révèle biaisé. Nous calculons également le spectre de puissance au deuxième ordre pour les modèles d'inflation-k.Ensuite, nous décrivons certains aspects quantiques de la physique inflationnaire. Le formalisme de l'inflation stochastique est notamment utilisé dans le cadre du modèle à deux champs d'inflation hybride. Nous discutons les corrections quantiques sur les prédictions de ce modèle, et à l'aide d'un formalisme récursif, nous nous intéressons à la façon dont elles modifient l'amplitude des perturbations. Finalement, la transition quantique-classique et le problème de la mesure quantique sont étudiés dans un contexte cosmologique. Un modèle de réduction dynamique du paquet d'onde est appliqué à la description des perturbations inflationnaires<br>This thesis by publication is devoted to the study of the observational constraints on cosmological inflationary models, and to the investigation of fundamental aspects related to the quantum nature of the inflationary physics.We first present a systematic analysis of all single-scalar-field inflationary models with canonical kinetic terms. Reheating consistent slow-roll predictions are derived for ~ 75 potentials, and Bayesian inference and model comparison techniques are developed to arrange a landscape of ~ 200 inflationary models and associated priors. In this way, we discuss what are the best models of inflation, and we properly quantify tension between data sets. Related to this massive sampling, we highlight the shortcomings of model independent approaches such as the one of ``horizon-flow''. We also pave the way for extending our computational pipeline to k-inflation models by calculating the power spectrum at next-to-next-to leading order for this class of models.In a second part, we describe some aspects related to the quantum nature of the inflationary setup. In particular, we make use of the stochastic inflation formalism, which incorporates the quantum corrections to the inflationary dynamics, in the two-field model of hybrid inflation. We discuss how the quantum diffusion can affect the observable predictions in such models, and we design a recursive strategy that incorporates its effects on the perturbations amplitude. Finally, we investigate the quantum-to-classical transition and the quantum measurement problem in a cosmological context. We apply a dynamical wavefunction collapse model to the description of inflationary perturbations
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Zicler, Eléonore. "Chimie quantique et cosmologie : de la recherche de l'hélium moléculaire à la variation de la constante de structure fine." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066558/document.
Full textAbstract:
L’hélium, deuxième élément le plus abondant de l’univers après l’hydrogène (He/H ~ 1/10), n’a étonnamment jamais été observé sous une autre forme que celle d'atomes neutres ou ionisés dans le milieu interstellaire (MIS). L’hélium étant un gaz noble peu réactif, sa non-observation au sein d’un édifice moléculaire neutre est compréhensible mais cela est plus surprenant pour des espèces chargées positivement comme HeH+, [HeH3]+ ou CHe2+. La première partie de cette thèse a pour but de proposer des raisons chimiques à cette non-observation à l’aide de calculs de chimie quantique de haut niveau (CASPT2) couplés à des calculs d’association radiative. Au vu des résultats sur les mécanismes de destruction de HeH+, nous suggérons une zone du MIS où il serait envisageable de le détecter.La seconde partie de ce travail porte sur la possibilité de détection de variations temporelles des constantes fondamentales de la physique. En 1999, Webb et al., après analyse de la lumière issue de quasars lointains, affirmèrent que la constante de structure fine α pouvait avoir été plus faible par le passé. Aucune étude postérieure ne vint confirmer ce résultat. Il était donc important de déterminer théoriquement dans quelle mesure une telle variation affecterait le spectre électronique de petites molécules primordiales afin d’en évaluer la détectabilité par les instruments actuels. Nous avons pour cela mis au point un protocole ab initio qui évalue le décalage spectral induit par une variation d’α. Les calculs (niveau MRCI) montrent qu’une variation d’α de l’ordre de grandeur de ce que Webb et al. auraient détecté induirait des déplacements de raies non décelables par les télescopes actuels<br>Despite Helium is the second most abundant element in the Universe (He/H ~ 1/10), it has never been observed in any other forms than that of an atom or an ion in the InterStellar Medium (ISM). Since He is a noble gas, its non-observation as part of neutral molecular systems is understandable, but it is quite surprising for positively charged species like HeH+, [HeH3]+ or CHe2+. The first part of this study aims at finding a chemical reason for such a non-observation and in particular for the three ions mentioned above. For that purpose, we have computed high level quality (CASPT2) energy hyper-surfaces and performed radiative association calculations. Finally, we are able to suggest a region of the ISM where the detection of HeH+ might be achieved.The second part of this work deals with the possibility that the fundamental constants could be time-dependent. In 1999, Webb et al., analyzing the quasar emissions, claimed that the fine structure constant α could have been smaller in the past, but this result has not been confirmed. Thus it seemed necessary to determine theoretically how much such a variation could affect the electronic spectra of some primordial molecules in order to determine whether such variations might be detectable or not with the current observational instrumentation. For that purpose, we have developed an ab initio protocol to evaluate the shift induced by a variation of α. High level quantum chemistry calculations (MRCI) show that a variation of α of the same order of magnitude than that reported by Webb et al., would induce shifts that are not detectable by the current telescopes
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Giraud, Alexandre. "Phénomènes hors équilibres de l'Univers inflationnaire en théorie quantique des champs." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00640210.
Full textAbstract:
Dans cette thèse j'étudie le reheating de l'Univers inflationnaire. Cette ère fait le lien entre l'inflation de l'Univers et le modèle du Big- Bang chaud. Pendant celle-ci, l'Inflaton se désintègre en matière qui, via ses propres intéractions, thermalise et donne une description statistique au contenu de l'Univers. Ce travail est réalisé dans le cadre d'une théorie quantique des champs utilisant des méthodes hors équilibre telle que l'action effective 2-Particule-Irreductible permettant de faire face aux difficultés de la théorie quantique des champs hors équilibre traditionelle. J'étudie premièrement le cas où la matière produite peut être décrite par des champs scalaires puis par des degrés de liberté fermioniques, où l'approximation classique n'existe pas. Je développe l'action effective à l'ordre sous dominant d'un développement non perturbatif en inverse du nombre de champs de matière ce qui permet d'explorer des théories où la matière est fortement couplée à elle-même. Dans une deuxième partie j'étudie la décohérencedes fluctuations primordiales de densité. L'inflaton peut être vu comme un condensat quantiquement cohérent et sa désintégration comme une décohérence de celui-ci. Cette décohérence et perte de pureté est fortement liée à la perte d'information qu'un observateur a sur le système si il se restreint au sousespace Gaussien des fonctions de corrélations. Cette étude montre que, même dans le cadre peu habituel où le système n'est pas en intéraction avec un environnement extérieur incohérent et/ou thermique, celui-ci perd sa pureté et sa cohérence initiale au profit d'une production du nombre de degré de liberté ou d'entropie.
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Renaux, Sébastien. "Inflation cosmologique et théorie des cordes : aspects multichamps et non-gaussianités primordiales." Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077082.
Full textAbstract:
La description de l'inflation cosmologique dans Je cadre de la physique des hautes énergies motive la construction de scénarios faisant intervenir plusieurs champs scalaires ou/et des actions de type non-standard. Ces scénarios génèrent de fluctuations primordiales dont les déviations à la Gaussianité peuvent maintenant être sondées avec une précision intéressante et nous étudions dans cette thèse les signatures observationnelles correspondantes. Nous exposons tout d'abord la théorie relativiste des perturbations cosmologiques ainsi que le mécanisme de genèse de celles-ci pendant l'inflation. Nous dressons ensuite un panorama des différents types de modèles générant d'importantes non-Gaussianités primordiales ainsi que des méthodes permettant la détermination de ces dernières. Nous présentons à cet égard plusieurs applications d'un formalisme dit covariant. Nous traitons ensuite d'un scénario inflationnaire inspiré par la théorie des cordes appelé l'inflation Dirac-Born-Infeld, et notamment de ses aspects multichamps. Nous décrivons enfin les moyens mis en oeuvre pour détecter les effets des non- Gaussianités primordiales sur les observables cosmologiques<br>The embedding of cosmological inflation in high-energy physics motivates the construction of scenarios involving several scalar fields or/and non-standard actions. These scenarios generate primordial fluctuations whose deviations from Gaussianity can now be probed with an interesting accuracy and we study in this thesis the corresponding observational signatures. We first expose the relativistic theory of cosmological perturbations and the mechanism by which they are created during inflation. We then present a review of the different types of models that generate large primordial non-Gaussianities as well as of the methods lo determine the latter. We present in particular several applications from a formalism known as covariant. We then deal with an inflationary scenario inspired by string theory known as Dirac-Born-Infeld inflation, and notably its multifield aspects. I We finally describe the means carried out lo detect the effects of primordial non-Gaussianities on the cosmological observables
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Perenon, Louis. "Elements of phenomenology of dark energy." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0284/document.
Full textAbstract:
Le paradigme ΛCDM est le modèle standard de la cosmologie. Dans ce modèle, l'univers est constitué aujourd'hui en majeure partie par de la matière noire froide (CDM) et la constante cosmologique Λ qui produit l'accélération cosmique. Cependant, ce modèle standard n'est pas entièrement complet. L'utilisation de la constante cosmologique introduit des problèmes théoriques dans une description de la théorie des champs quantiques et des indications observationnelles suggèrent que notre description à grande échelle de l'univers devrait être affinée. Ainsi, trouver des alternatives au modèle standard est d'une importance cruciale aujourd'hui<br>The ΛCDM paradigm is the standard model of cosmology. In this model, the universe is constituted today for the major part by Cold Dark Matter along with the Cosmological Constant Λ that drives cosmic acceleration. However, this standard model is not fully complete. Using the Cosmological Constant introduces theoretical issues in a quantum field theory description and tentative observational evidences suggests our large scale description of the universe should be refined. Finding alternatives to the standard model is therefore of crucial importance today
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Grain, Julien. "Relativité générale et champs quantiques : quelques aspects de physique des trous noirs et de cosmologie en gravité de Lovelock, espaces de Sitter et dimensions supplémentaires." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://www.theses.fr/2006GRE10153.
Full textAbstract:
A l'aune d'une possible unification de la Mecanique Quantique et de la Relativite Generale, le processus d'evaporation des trous noirs est sans nul doute l'un des phenomenes privilegies pour avoir acces a des effets de gravite quantique. Apres une rapide presentation de la theorie de la gravitation d'Einstein et d'une possible extension sous forme de serie de Taylor en courbure scalaire, l'evaporation de Hawking est abordee en se focalisant sur le calcul des facteurs de corps gris, i. E. De la probabilite tunnel qu'une particule issue de la brisure des fluctuations du vide s'echappe definitivement de l'attraction gravitationnelle du trou noir. J'ai developpe une methode analytique semi-classique pour l'etude de la dynamique de champs scalaires se propageant en espace-temps statique et a symetrie spherique, ainsi qu'une methode numerique pour la determination exacte des facteurs de corps gris pour des champs de spin s=0, 1/2 et 1. Ces methodes ont ete appliquees au cas de trous noirs de Schwarzschild en theorie de Lovelock a l'ordre deux (theorie de Gauss-Bonnet) et avec dimensions supplementaires, pour ainsi aboutir a une evaluation exacte des spectres rayonnes, etape necessaire pour la verification des quatres principes de la thermodynamique des trous noirs. Dans le cadre des scenarii branaires de type Arkani-Hamed, Dimopoulos & Dvali (ADD), abaissant l'echelle de Planck a l'ordre du TeV et ouvrant ainsi la possibilite de production de trous noirs par collision de particules dans le cosmos ou aupres des futurs collisionneurs, les possibilites de contraindre le Lagrangien gravitationnel a l'aide du mecanisme d'evaporation des trous noirs ont ete abordees: les modeles ADD ne sont pas en contradiction avec les donnees cosmologiques et de rayonnement cosmique et il serait possible de distinguer la presence ou non d'un terme de Gauss-Bonnet dans le Lagrangien d'Einstein-Hilbert. La question des inhomogeneites primordiales aux petites echelles de longueur ainsi que celle de la matiere noire sont aussi abordees dans cette these, respectivement a la lumiere des trous noirs primordiaux et des theories a dimensions supplementaires<br>At the frontier of modern physics, the black hole evaporation process is undoubtedly the most favored phenomenon to get informations on quantum gravity. After a brief introduction to Einstien's General Relativity and to one of its extension as a Taylor expansion in scalar curvature, this thesis deals with the Hawking process focusing on the computation of greybody factors, i. E. The tunnel probablity for a particle, coming from the breaking of quantum vacuum fluctuations, to escape from the black hole's gravitational attraction. I have developped an analytical technique, based on semi-classical expansions, to study the dynamic of scalar fields propagating in static and spherically symmetric space-times as well as a numerical method to exactly compute those greybody factors for fields with an arbitrary spin. These methods are applied to the case of Schwarzschild black holes in the framework of the second order Lovelock gravity (Gauss-Bonnet gravity) with extra-dimensions, to get an exact determination of the radiation spectra, needed to check the principles of black hole's thermodynamics. Possible constrains on the gravitational Lagrangian using the black hole's evaporation process are also investigated in the framework of braneworld models a la Arkani-Hamed, Dimopoulos & Dvali (ADD), in which the Planck scale is around a TeV openning the possible production of black hole via the collsion of particles in the cosmos or at colliders: it is shown in this manuscript that the ADD scenarii are not in conflict with current data from cosmology and cosmic rays and that it will be possible, at the LHC, to distinguish between an Einstein-Hilbert Lagrangian with or without au Gauss-Bonnet term. The questions of primordial inhomogeneities and of dark matter are also explored in this thesis, respectively in the light of primordial black holes and extra-dimensional theories
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Lin, Qiufan. "Learning salient information with neural networks for cosmological analysis." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0532.
Full textAbstract:
Les réseaux de neurones avec apprentissage profond sont des outils puissants permettant de capturer des informations à partir de données. Cependant, les réseaux de neurones sont enclins à s'adapter à des informations spécifiques qui sont enchevêtrées avec les informations saillantes que vont exploiter certaines tâches, ce qui biaiserait les résultats. Dans le but de développer des outils d'apprentissage profond robustes en préparation des futures sondages cosmologiques, cette thèse se concentre sur l'apprentissage d'informations saillantes à partir d'images multicolores avec des réseaux de neurones. Plus précisément, nous tentons d'établir des représentations informatives des données afin de capturer des informations saillantes à différents niveaux d'abstraction dans quelques tâches : À faible niveau d'abstraction, nous effectuons une traduction bidirectionnelle semi-supervisée d'images de galaxies multicolores entre deux sondages. À un niveau élevé d'abstraction, nous proposons une procédure pour corriger les biais d'estimation des méthodes basées sur les données en utilisant une représentation pré-entraînée. En plus des études astrophysiques, notre travail interdisciplinaire explore l'analyse d'images optiques sous-marines auxquelles les techniques développées en astrophysique peuvent être appliquées. Comme de nouveaux défis ont été rencontrés dans le traitement des données astronomiques, principalement le bruit et la rareté des données, notre travail implique la nécessité de faire progresser les techniques d'apprentissage automatique pour s'adapter aux problèmes réels et optimiser l'exploitation des données<br>Deep learning neural networks are powerful data-driven tools to capture information from data. However, neural networks are prone to fitting on specific information that is entangled with the salient information concerned for certain tasks, which would bias the output prediction of a model. Aiming at developing robust deep learning tools in preparation for future cosmological surveys, this thesis focuses on learning salient information from multi-color images with neural networks. In specific, we attempt to establish informative representations of data in order to capture salient information at different levels of abstraction in a few tasks: At a low level, we perform semi-supervised two-way translation of multi-color galaxy images between two surveys. At a high level, we propose a procedure to correct estimation biases for data-driven methods using a pre-trained representation. In addition to astrophysical studies, our interdisciplinary work explores the analysis of underwater optical images in which the techniques developed in astrophysics can be applied. As new challenges have been encountered in dealing with astronomical data, predominantly noise and sparsity of data, our work implies the needs for advances of machine learning techniques to fit real problems and optimize the exploitation of data
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Wieland, Wolfgang Martin. "The Chiral Structure of Loop Quantum Gravity." Phd thesis, Aix-Marseille Université, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00952498.
Full textAbstract:
La gravité quantique à boucles est une théorie candidate à la description unifiée de la relativité générale et de la mécanique quantique à l'échelle de Planck. Cette théorie peut être formulée de deux manières. L'approche canonique, d'une part, cherche à résoudre l'équation de Wheeler--DeWitt et à définir les états physiques. L'approche par les écumes de spins, d'autre part, a pour but de calculer les amplitudes de transition de la gravité quantique via une intégrale de chemin covariante. Ces deux approches s'appuient sur a même structure d'espace de Hilbert, mais la question de leur correspondance exacte reste un important problème ouvert à ce jour. Dans ce travail de thèse, nous présentons quatre résultats en rapport avec ces deux approches. Après un premier chapitre introductif, le second chapitre concerne l'étude de la théorie classique. Historiquement, l'introduction des variables d'Ashtekar complexes (self-duales) dans la formulation hamiltonienne de la relativité générale fut motivée par l'obtention d'une contrainte scalaire polynomiale. Cette simplification drastique est à la base du programme de la gravité quantique à boucles. Pour un certain nombre de raisons techniques, ces variables complexes furent ensuite abandonnées au profit des variables d'Ashtekar-Barbero, pour lesquelles le groupe de jauge est SU(2). Avec ce choix de variables réelles, la contrainte hamiltonienne n'est malheureusement plus polynomiale. La formulation en terme des variables SU(2) réelles peut être obtenue à partir de l'action de Holst, qui contient le paramètre dit de Barbero-Immirzi comme constante de couplage additionnelle. Dans un premier temps, nous allons utiliser les variables d'Ashtekar complexes pour effectuer l'analyse canonique de l'action de Holst avec un paramètre de Barbero-Immirzi réel. Les contraintes qui découlent de cette analyse canonique dépendent de ce paramètre libre, et ont l'avantage d'être polynomiales. Afin de garantir que la métrique soit une quantité réelle, un ensemble de contraintes de réalité doivent être imposées. Il s'avère que ces conditions de réalité correspondent aux contraintes de simplicité linéaires utilisées pour la construction des modèles d'écumes de spins. Ces contraintes sont préservées par l'évolution hamiltonienne si et seulement si la connexion est sans torsion. Cette condition sur l'absence de torsion est en fait une contrainte secondaire de l'analyse canonique. La second chapitre concerne également la théorie classique, mais s'intéresse à sa discrétisation en terme des variables de premier ordre dites holonomie-flux. L'espace des phases qui résulte de cette construction possède une structure non-linéaire. Le formalisme des twisteurs permet d'accommoder cette non-linéarité en travaillant sur un espace des phases linéaire paramétré par les coordonnées canoniques de Darboux. Ce formalisme fut introduit par Freidel et Speziale, mais uniquement dans le cas des variables SU(2) d'Ashtekar-Barbero. Nous généralisons ce résultat au cas du groupe de Lorentz. Nous étudions ensuite la dynamique en terme d'écumes de spins obtenue à partir de ces variables, et développons une nouvelle formulation hamiltonienne de la gravité discrétisée. Ce nouveau formalisme est obtenu en écrivant l'action de la théorie continue sur une discrétisation simpliciale de l'espace-temps fixée. L'action discrète ainsi obtenue est la somme de l'analogue en terme de spineurs d'une action topologique de type BF et des contraintes de réalité qui garantissent l'existence d'une métrique réelle. Cette action est polynomiale en terme des spineurs, ce qui permet de procéder à sa quantification canonique de manière relativement aisée. Le dernier chapitre s'intéresse à la théorie quantique obtenue suivant cette procédure. Les amplitudes de transition reproduisent celles du modèle d'écume de spins EPRL (Engle Pereira Rovelli Livine). Ce résultat est intéressant car il démontre que la formulation de la gravité quantique en termes d'écumes de spins peut être obtenue à partir d'une action classique écrite en terme de spineurs.
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Acero, Ortega Mario Andrés. "Neutrino oscillations in gallium and reactor experiments and cosmological effects of a light sterile neutrino." Chambéry, 2009. http://www.theses.fr/2009CHAMS002.
Full textAbstract:
Nous étudions l'anomalie observée dans les expériences de source radioactive Gallium, faites pour tester les détecteurs Gallium solar neutrino GALLEX et SAGE, mesure d'un nombre total des événements était inférieur a celui attendu. Nous avons interprété cette anomalie comme une indication possible de la disparition des neutrinos électroniques et, dans le cadre effectif de mélange de neutrinos à deux saveurs, nous avons obtenu sin2 2Ө> 0. 03 et « delta »m² > 0. 1 eV2. La compatibilité de ce résultat avec les données des expériences sur la disparition des antineutrinos dans les réacteurs de Bugey et Chooz est étudié. Nous avons constaté que les données de Bugey présentent une indication des oscillations des neutrinos avec 0. 02< sin² 2Ө <0. 07 et « delta »m2 = 1. 95eV 2 ,ce qui est compatible avec la région permise des paramètres de mélange. En combinant les données de Gallium, Bugey et Chooz, cette indication persiste, avec une compatibilité acceptable des données expérimentales. Nous avons analysé les données expérimentales de les expériences du réacteur nucléaire Gösgen, et nous avons obtenu des limites supérieures pour les paramètres de mélange, en excluant la région avec sin2 2Ө> 0. 3 et « delta »m> 0. 05 eV2 at 3ơ- C. L. . En utilisant la combinaison de ces données avec celles de Gallium, Bugey et Chooz, l'indication des oscillations des neutrinos persiste avec 0. 03< sin2 2Ө <0. 07 et « delta »m2 =1. 93 eV2, avec une bonne compatibilité des données. Cependant, l'hypothèse d'aucunes oscillations ne peut pas être exclue. Également, nous avons ajusté des données cosmologiques récentes avec un modèle ACDM étendu, en incluant des reliques légères d'une massa dans l'intervalle 0. 1-10 eV. Nous avons obtenu des contraintes sur la densité actuelle et la dispersion de vélocité de ces reliques, et sur leurs masses, en supposant qu'elles sont constituées ou bien des reliques découplées tôt, ou bien des neutrinos stériles produits non-résonnamment. Nous avons constaté, que, au niveau de confidence 3ơ- , un neutrino stérile avec une masse de ms = 2 eV, peut être facilité avec les données, à condition qu'il soit distribué thermalement avec TsTid v < 0. 8, ou qu'il soit produit non-rsonnamment avec Neff < 0. 5<br>We study the anomaly observed in the Gallium radioactive source experiments, performed to test the Gallium solar neutrino detectors GALLEX and SAGE, measuring a total number of events smaller than the expected one. We interpret this anomaly as a possible indication of the disappearance of electron neutrinos and, in the effective framework of two-neutrino mixing, we obtain sin² 2Ө > 0. 03 and “delta”m2> 0. LeV2. The compatibility of this result with the data of the Bugey and Chooz reactor antineutrino disappearance experiments is studied. We find that the Bugey data present a hint of neutrino oscillations with 0. 02 < sin² 2Ө < 0. 07 and “delta”m2 =1. 95eV2. Combining the data Gallium, Bugey and Chooz, we find that this hint persists, with an acceptable compatibility of the experimental data. The experimental data of the Gösgen nuclear Reactor experiment are also analyzed, and we obtain upper limits for the mixing parameters, excluding the region with sin² 2Ө > 0. 3 and “delta”m2> 0. 05eV2 at 30- C. L. From the combination of Gösgen, Gallium, Bugey and Chooz data, we find that the hint of neutrino oscillations persists with 0. 03 > sin² 2Ө > 0. 07 and “delta”m2 = 1. 93ey2, with a good compatibility of the data. The no oscillations hypothesis cannot be excluded. We also fit uptodate cosmological data with an extended ACDM model, including light relics with a mass in the range 0. 1-10 eV. We obtain constrains on the current density and velocity dispersion of those relics, and constrains on their mass, assuming that they consist either of early decoupled thermal relics, or of non-resonantly produced sterile neutrinos. We get that at the 3ơ- C. L. , a sterile neutrino with mass ms = 2 eV can be accommodated with the data provided that it is thermally distributed with TsTid v < 0. 8, or is non-resonantly produced with Neff < 0. 5
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Ritter, Patxi. "Ondes gravitationnelles et calcul de la force propre pour un astre compact en mouvement autour d'un trou noir supermassif." Phd thesis, Université d'Orléans, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00920959.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la modélisation des ondes gravitationnelles et du mouvement relativiste associés aux systèmes binaires à grand rapport de masses (Extreme Mass Ratio Inspiral - EMRI). Ces systèmes sont formés d'un trou noir super massif autour duquel gravite un objet compact de masse stellaire. Dans le formalisme de la théorie perturbative des trous noirs, on développe une méthode numérique qui calcule les formes d'ondes produites par une particule ponctuelle en orbite autour d'un trou noir de Schwarzschild. Il s'agit de résoudre l'équation d'onde de Regge-Wheeler-Zerilli dans le domaine temporel dont la solution, invariante de jauge, peut être reliée aux modes de polarisation, à l'énergie et au moment cinétique emporté par les ondes gravitationnelles. En réaction à l'énergie et au moment perdu, la trajectoire de la particule est affectée au cours du temps. Dans le cadre du formalisme de MiSATaQuWa, on calcule la force propre agissant sur une particule, initialement au repos, est en chute libre sur un trou noir de Schwarzschild. Nous montrons comment cette quantité est définie dans la jauge de Regge-Wheeler par le biais de la régularisation mode-sum. L'effet de la force propre sur le mouvement de la particule est ensuite pris en compte de façon itérative et auto-consistante grâce à un algorithme utilisant une méthode d'orbites osculatrices que nous avons développé. Nous quantifions cet effet en calculant soit la déviation orbitale par rapport au mouvement géodésique, soit les formes d'ondes perturbées et l'énergie rayonnée associée.
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Harraud, Pierre-Antoine. "Étude de la structure du nucléon par des calculs de QCD sur réseau avec des fermions de masse twistée." Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENY057.
Full textAbstract:
La compréhension de la structure interne du nucléon à partir de la ChromoDynamique Quantique est un enjeu majeur de la physique hadronique. Seule la QCD sur réseau permet d'évaluer numériquement les observables à partir des principes ab-initio. Le sujet de cette thèse est l'étude des facteurs de forme du nucléon et le premier moment des fonctions de distributions de partons en utilisant une action discrétisée avec des fermions de masse twistée. Cette dernière a l'avantage de supprimer les effets de discrétisation au premier ordre en la maille du réseau. D'autre part, l'ensemble des simulations permet un contrôle accru des erreurs systématiques. Après avoir détaillé les techniques de calcul utilisées, je présenterai les résultats obtenus pour un large éventail de paramètres, mailles de réseau variant entre 0. 056 fm et 0. 089 fm, volumes compris entre 2. 1 et 2. 7 fm et masses de pions dans le domaine 260-470 MeV. La constante de renormalisation vectorielle a ainsi été obtenue dans le secteur du nucléon avec une grande précision. Pour le rayon de charge électrique, les effets de volume fini mis en évidence fournissent une clef pour expliquer sa dépendance chirale vers le point physique. Les résultats pour le moment magnétique et axial, les fractions d'impulsion et d'hélicité portées par les quarks, ne présentent pas d'effets de discrétisation ni de volume fini significatifs. Aux masses de pions considérées, leurs valeurs montrent une déviation par rapport aux valeurs expérimentales, leur comportement chiral n'exhibant pas la courbure prédite par les perturbations chirales qui permettrait de résoudre ce désaccord apparent<br>Understanding the structure of the nucleon from Quantum ChromoDynamics is one of the greatest challenges of hadronic physics. Only lattice QCD allows to determine numerically the values of the observables from ab-initio principles. This thesis aims to study the nucleon form factors and the first moments of partons distribution fnctions by using a discretized action with twisted mass fermions. As a main advantage, the discretization effects are suppressed at first order in the lattice spacing. In addition, the set of simulations allows a good control of the systematical errors. After reviewing the computation technics, the results obtained for a wide range of parameters are presented, with lattice spacings varying from 0. 0056 fm to 0. 089 fm, spatial volumes from 2. 1 up to 2. 7 fm and several pion masses in the range of 260-470 MeV. The vector renormalization constant was determined in the nucleon sector with improved precision. Concerning the electric charge radius, we found a finite volume effect that provides a key towards an explanation of the chiral dependence to the physical point. The results for the magnetic moment, the axila charge, the magnetic and axial charge radii, the momentum and spin fractions carried by the quarks show no dependence on the lattice spacing nor volume. In our range of pion masses, their values show a deviationfrom the experimental values. Their chiral behaviour do not exhibit the curvature predicted by the chiral perturbation theory which could explain the apparent discrepancy
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Martin, Jérôme. "Sur les effets quantiques en cosmologie primordiale." Paris 7, 1995. http://www.theses.fr/1995PA077054.
Full textAbstract:
La comprehension et la description de l'univers primordial necessitent la prise en compte de la relativite generale et de la mecanique quantique. Les effets quantiques en cosmologie peuvent etre separes en deux categories. Une premiere categorie correspond a une situation ou l'espace-temps doit etre quantifie dans sa totalite. C'est le domaine de la cosmologie quantique proprement dite qui se propose d'explorer la structure de l'espace-temps au voisinage de la singularite initiale (i. E. Big bang). Une seconde categorie correspond a une situation ou l'espace-temps de base est traite classiquement et ou seules les petites fluctuations de la metrique sont quantifiees. Ces perturbations sont a l'origine des grandes structures observees et des anisotropies du rayonnement de fond decouvertes par le satellite cobe (cosmic bacground explorer). Dans le cadre de la premiere categorie, les solutions avec changement de signature sont plus particulierement etudiees. Il est notamment montre que le caractere restrictif des conditions de jonction sur la surface de changement de signature limite beaucoup la pertinence de ces solutions. Les perturbations d'origine quantique et les contraintes imposees a la theorie par les donnees de cobe font l'objet de la seconde partie de ce travail doctoral. Il est prouve que la classe de modeles multidimensionnels (usuellement consideres dans les extensions du modele standard) compatible avec les observations est tres limitee
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Lemarchand, Nadège. "Impacts of cosmic inhomogeneities on the CMB : primordial perturbations in two-field bouncing cosmologies and cosmic magnetism in late-time structures Secondary CMB anisotropies from magnetized haloes I. Power spectra of the Faraday rotation angle and conversion rate." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS510.
Full textAbstract:
Le Fond Diffus Cosmologique (FDC) est une sonde cosmologique clé mettant des contraintes étroites sur le modèle CDM de l’Univers. Emis 380000 ans après le big bang, il montre de petites anisotropies en température et en polarisation qui tracent les inhomogénéités cosmiques à différentes époques de l’Univers. D’une part, les anisotropies primaires donnent accès à l’inflation durant laquelle les perturbations primordiales sont générées. D’autre part, les anisotropies secondaires tracent les inhomogénéités dans l’Univers récent, qui ont évolué en grandes structures sous l’action de la gravité, à partir des inhomogénéités primordiales. Ainsi les anisotropies du CMB sont une sonde puissante à la fois de l’origine des inhomogénéités dans l’Univers très jeune, et de leur état évolué dans l’Univers récent. Cette thèse porte sur deux aspects des inhomogénéités: d’abord leur production dans une extension du scénario inflationnaire, puis la prédiction de l’impact des champs magnétiques des grandes structures sur les anisotropies secondaires polarisées du FDC.Malgré ses succès, l’inflation ne résout pas le problème de la singularité initiale du big bang, où la gravité pourrait être quantique. En Cosmologie Quantique à Boucles (CQB), cette singularité est remplacée par un rebond quantique. La CQB à un champ avec potentiel quadratique a déjà été étudiée et prédit une phase d’inflation suivant le rebond. Les perturbations primordiales ne sont plus seulement produites pendant l’inflation, mais aussi pendant le rebond et la contraction le précédant. Ici, j’ai considéré une extension à deux champs de la CQB avec un champ massif comme inflaton, et un champ sans masse servant d’horloge interne. J’ai d’abord étudié l’évolution globale de l’Univers de manière analytique et numérique, montrant que loin dans la contraction, le champ massif domine le contenu énergétique. J’ai aussi vérifié que l’inflation reste probable, malgré la présence du champ sans masse. Puis, j’ai examiné la production de perturbations: contrairement au cas à un champ, en plus de la composante adiabatique standard, elles sont ici décrites par une composante isocourbe, caractéristique des modèles multi-champs et pour laquelle Planck a mis des limites supérieures. Loin dans la contraction, ces deux composantes sont hautement couplées. J’ai montré comment fixer leurs conditions initiales en utilisant des variables combinant les deux types de perturbations, rendant le couplage sous-dominant. Il reste maintenant à les propager à travers le rebond jusqu’à la fin de l’inflation pour obtenir leurs spectres de puissance (croisé), à comparer ensuite aux contraintes observationnelles.Depuis son émission, le FDC a voyagé à travers les grandes structures avant de nous atteindre. Son interaction avec les structures engendre des anisotropies secondaires, comme celles dues à l’effet SZ dans les amas. Des plasmas magnétisés ont été observés dans les galaxies et les grandes structures. Cela devrait engendrer de la Rotation Faraday (RF) de la polarisation linéaire primordiale, transformant des modes E en B, et de la Conversion Faraday (CF) de la polarisation linéaire en circulaire. J’ai revisité ces sources d’anisotropies en calculant les spectres de puissance angulaires de l’angle de RF et du taux de CF par les grandes structures. J’ai utilisé le modèle de halo en me focalisant sur l’impact des projections des champs magnétiques. Les spectres piquent à des multipoles 104 et sont proportionnels à 83, en supposant un champ magnétique indépendant de la masse du halo. Cette dépendance est cependant dégénérée avec celle qui existe entre les champs magnétiques et la masse des halos. Puis, je détaille le calcul des spectres de puissance angulaires totaux des anisotropies polarisées, à partir de ceux de la RF et de la CF. Enfin, je montre comment reconstruire les champs de RF et de CF à partir du FDC en adaptant les estimateurs développés pour la reconstruction du lentillage gravitationnel<br>The Cosmic Microwave Background (CMB) is a key cosmological probe, that sets tight constraints on the CDM model of the Universe. Released 380000 years after the big bang, it exhibits tiny anisotropies in temperature and polarisation which trace the cosmic inhomogeneities at different epochs of the Universe. On the one hand, primary anisotropies give access to inflation, during which the primordial perturbations are generated. On the other hand, secondary anisotropies trace inhomogeneities in the recent Universe, which have evolved into large scale structures through gravity, starting from the primordial ones. Hence CMB anisotropies are a powerful probe of both the origin of inhomogeneities in the very early Universe, and their evolved state in the late-time Universe. This thesis deals with two aspects of inhomogeneities by first considering their production in an extension of the inflationary scenario, and second by predicting the impact of magnetic fields in large scale structures on the secondary CMB polarised anisotropies.Despite its successes, inflation does not solve the initial big bang singularity issue, where gravity might need to be quantised. In Loop Quantum Cosmology (LQC), this singularity is replaced by a quantum bounce. Single field LQC with quadratic potential has already been studied and predicts an inflation phase following the bounce. Then, primordial inhomogeneities are not only produced during inflation, but also during the bounce and the contraction preceding it. Here, I considered a multifield extension of LQC with two fields: a massive one as being the inflaton, and a massless one used as an internal clock. I first studied the background evolution of the Universe both analytically and numerically. I showed that far in the contraction, the massive field dominates the energy budget. I have also checked that inflation remains likely to happen, despite the presence of the massless field. Secondly, I investigated how perturbations are produced. Unlike the one-field case, they are now described by an isocurvature component in addition to the standard adiabatic one, the former being characteristic of multifield models, for which Planck has put upper limits. In the remote past of the contraction, these two kinds of perturbations are highly coupled. I showed how to set their initial conditions by using appropriate variables mixing both kinds of perturbations, making the coupling subdominant. These perturbations remain to be propagated through the bounce down to the end of inflation to get their primordial (cross)spectra, to be subsequently compared to observational constraints.Since its released, the CMB traveled through large scale structures before reaching us. This leads to secondary anisotropies by its interaction with these structures, like e.g. gravitational deflection or the SZ effect in clusters. Magnetic fields have been observed in galaxies and larger structures. Since these structures are also filled with free electrons, this should lead to the Faraday Rotation (FR) effect which rotates the primordial linear polarisation, turning E into B modes, and to the Faraday Conversion (FC) effect which converts linear into circular polarisation. I revisited these sources of secondary anisotropies by computing the angular power spectra of the FR angle and the FC rate by large-scale structures. I used the halo model paying special attention to the impact of magnetic field projections. I found angular power spectra peaking at multipoles 104. Assuming a mass-independent magnetic field, the angular power spectra scale with the amplitude of matter perturbations as 83. This scaling is however degenerated with the one of the magnetic field with halos’ mass. I finally detail how to compute the full angular power spectra of polarised anisotropies, starting from the FR and FC power spectra. I also show how to reconstruct the FR and FC fields from the CMB adapting the estimators developed for lensing reconstruction
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Gannouji, Radouane. "Les mystères de l'expansion accélérée de l'univers." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00329563.
Full textAbstract:
Plusieurs étapes furent nécessaires à la construction du modèle standard de la cosmologie, de la vision de notre Univers, de la représentation de l'infiniment grand. De l'année 1915 avec l'élaboration de la relativité générale aux différentes observations de l'Univers, celles-ci ont permis d'imaginer un univers en expansion décélérée. Cependant, en 1998, deux équipes américaines mirent en lumière son accélération. Ce fait fût largement confirmé depuis lors. Ce pose alors une question simple, quelle en est la raison ? Pour cela de très nombreux modèles d'énergie noire furent élaborés. J'aborde ainsi dans cette thèse deux grands modèles. D'une part les théories scalaire-tenseur où l'on a pu construire différentes contraintes sur la viabilité du modèle; et d'autres part les théories dites f(R), où une modification de l'action par des termes géométriques entraîne une accélération de l'univers. La construction dans ces modèles de la fonction m(r) nous a permis par une méthode simple et élégante de rendre compte de l'évolution cosmologique de l'univers décrit par de tels lagrangiens. Ainsi de nombreux modèles jusqu'alors étudié furent rejeté, car ils ne possèdent pas de phase de matière. Enfin nous avons étudié la croissance des perturbations. En effet les perturbations à l'origine des grandes structures vont croitre différemment selon les modèles, selon l'Univers considéré. Nous avons ainsi mis en évidence une importante distinction entre les modèles d'énergie noire en relativité générale et les théories scalaire-tenseur. Des observations plus précises permettront alors de distinguer les théories de gravitation modifiée et les modèles d'énergie noire en relativité générale.
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Gannouji, Radouane. "Les mystères de l'expansion accélérée de l'univers." Phd thesis, Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20068.
Full textAbstract:
Plusieurs étapes furent nécessaires à la construction du modèle standard de la cosmologie, de la vision de notre Univers, de la représentation de l'infiniment grand. De l'année 1915 avec l'élaboration de la relativité générale aux différentes observations de l'Univers, celles-ci ont permis d'imaginer un univers en expansion décélérée. Cependant, en 1998, deux équipes américaines mirent en lumière son accélération. Ce fait fût largement confirmé depuis lors. Ce pose alors une question simple, quelle en est la raison ? Pour cela de très nombreux modèles d'énergie noire furent élaborés. J'aborde ainsi dans cette thèse deux grands modèles. D'une part les théories scalaire-tenseur où l'on a pu construire différentes contraintes sur la viabilité du modèle; et d'autres part les théories dites f(R), où une modification de l'action par des termes géométriques entraîne une accélération de l'univers. La construction dans ces modèles de la fonction m(r) nous a permis par une méthode simple et élégante de rendre compte de l'évolution cosmologique de l'univers décrit par de tels lagrangiens. Ainsi de nombreux modèles jusqu'alors étudié furent rejeté, car ils ne possèdent pas de phase de matière. Enfin nous avons étudié la croissance des perturbations. En effet les perturbations à l'origine des grandes structures vont croitre différemment selon les modèles, selon l'Univers considéré. Nous avons ainsi mis en évidence une importante distinction entre les modèles d'énergie noire en relativité générale et les théories scalaire-tenseur. Des observations plus précises permettront alors de distinguer les théories de gravitation modifiée et les modèles d'énergie noire en relativité générale<br>Several steps were necessary for the construction of the standard model of cosmology, the vision of our universe, the representation of the infinity. Since 1915 with Einstein's formulation of general relativity, various observations of the Universe have led to imagine an expanding decelerated universe. However, in 1998, two U. S. Teams pointed out an acceleration. This fact was largely confirmed since then. This raises a simple question, what is the reason for this recent acceleration of the universe? Many models of dark energy were developed in order to answer this question. I address in this thesis two major models. The first model is scalar-tensor theories where a scalar field is coupled to the graviton. Various constraints were built on the local viability of this model. Similarly, we have studied the f(R) theories. The construction in these models of the function m(r) gives us a simple and elegant method to describe the cosmological evolution of the universe implied by such lagrangians. Many models previously studied were rejected because they do not have a matter phase. Finally we study the growth of matter perturbations. Indeed the perturbations at the origin of large scale structures will grow differently according to the model and the universe considered. We have thus shown a very important distinction between models of dark energy in general relativity and scalar-tensor theories. More precise observations will enable to distinguish models of dark energy in general relativity and modified gravity
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Chbib, Dyaa. "Détermination des paramètres cosmologiques dans le cadre du modèle de Friedmann-Lemaîtres." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0294/document.
Full textAbstract:
Un siècle après le modèle d'univers de Friedmann-Lemaître, les observations le confortent avec une constante cosmologique $\Lambda$ et une composante de matière sombre (noire) sans pression (poussière) et froide dominant celle baryonique, que l'on désigne par modèle $\Lambda$CDM. L'accélération de l'expansion de l'Univers confirmée par le diagramme de Hubble des supernovae en 1998 impose une valeur strictement positive à la constante cosmologique. Mes travaux de thèse se focalisent sur l'estimation des valeurs de paramètres cosmologiques du modèle standard en utilisant la technique de corrélation nulle. Cette approche présente l'avantage d'être plus robuste que les techniques usuelles. Ce travail a consisté aussi à modéliser des échantillons de l'événement quasar ainsi que l'événement supernova, une extrapolation adaptée du premier. Ce qui a permis de générer des échantillons conformes aux hypothèses des modèles, afin de valider les approches statistiques. Nous avons exploité les données du Sloan Digital Sky Survey (SDSS) pour les quasars, et celles du SuperNova Legacy Survey (SNLS) et du SDSS-II pour les supernovae. Les inférences statistiques ont conduit à un univers spatialement fermé et une présence de matière noire plus faible. Dans le cadre d'une prochaine application de cette technique, elle sera utilisée pour contraindre les modèles d'énergie noire. De même, l'utilisation des amas de galaxies observées grâce à l'effet de Sunyaev Zel'dovich, servira d'échantillon cosmologique. Une telle étude pourra contribuer à apporter un élément de réponse à la validité du rôle supposé des neutrinos massifs dans la formation des amas dans l'ère primordiale de l'Univers<br>A century after the Universe model of Friedmann-Lemaître, the observations comfort it with a cosmological constant $\Lambda$ and a dark matter component without pressure (dust) and cold dominating the baryonic one, which is denoted by $\Lambda$CDM model. The acceleration of the expansion of the Universe confirmed by the Hubble diagram of the supernovae in 1998 imposes a strictly positive value on the cosmological constant. My thesis work focuses on the estimation of the cosmological parameters values of the standard model using the null correlation technique. This approach has the advantage of being more robust than the usual techniques. This work deals with modelling samples of the quasar event and the supernova event, which enables us to generate samples in order to validate the statistical approaches. We used data from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) for quasars, and the SuperNova Legacy Survey (SNLS) and SDSS-II for supernovae. The Statistical inferences suggest a Universe spatially Closed and a weaker presence of dark matter than that in the Standard model. Such a statistical analysis can be used to constrain dark energy models. Application of this technique might be useful for analyzing of clusters of galaxies observed through the effect of Sunyaev Zel'dovich, in view of deriving the cosmological model and provide an answer to the question of the contribution of massive neutrinos in the formation of clusters in the primordial era of the Universe
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Meneux, Baptiste. "Evolution de l'agrégation des galaxies dans le sondage VIMOS-VLT Deep Survey." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011320.
Full textAbstract:
Les grands sondages récents de l'Univers ont mis en évidence la présence de structures dans la distribution de la matière, sous forme de filaments et de vides. Pour étudier l'évolution de la distribution spatiale des galaxies, il est nécessaire de connaître leur position précise dans l'espace à trois dimensions. Cette thèse s'est déroulée dans le cadre du sondage profond VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS). Son but est de mesurer quelques 100000 redshifts pour étudier la formation et l'évolution des galaxies et des structures à grande échelle de l'Univers jusqu'à z~5. Après avoir fait un état des lieux de la connaissance que nous avons de la distribution des galaxies, puis introduis le sondage VVDS, je présente la mesure et l'évolution de la fonction de corrélation spatiale à deux points à partir des données de la première époque du VVDS, le plus large échantillon (10759 spectres) jamais acquis à I_AB=24. J'ai développé un ensemble de programmes mis à la disposition du consortium VVDS pour mesurer facilement la longueur de corrélation spatiale des galaxies dans un intervalle en redshift donné, avec ses erreurs associées, en corrigeant les effets de la stratégie d'observation du VVDS. Cet outil a permis de mesurer l'évolution de la fonction de corrélation spatiale de la population globale des galaxies jusqu'à z=2. J'ai prolongé cette étude en divisant l'échantillon de galaxies par type spectral et par couleur. Enfin, en combinant les données de GALEX avec celles du VVDS, j'ai pu mesurer l'agrégation de galaxies sélectionnées en ultraviolet jusqu'à z~1. C'est la première fois que de telles mesures sont réalisées sur une si longue plage de temps cosmique. Les résultats présentés dans cette thèse font ainsi office de nouvelles références pour les travaux futurs.
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Szabó, Györgyi. "Évolution des systèmes complexes : une étude des travaux philosophiques d'Ervin Laszlo, de la théorie des systèmes à la théorie d'un champ universel d'information." Thesis, Paris 5, 2014. http://www.theses.fr/2014PA05H011/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est une étude des travaux d’Ervin Laszlo sur cinquante ans. Elle met en valeur ses idées les plus importantes, les événements et les moments charnières de l’évolution de sa pensée qui l’ont conduit à sa position philosophique actuelle ; elle passe en revue les étapes du voyage philosophique de Laszlo à la découverte et vers la compréhension de « la manière dont les choses sont » et de « la manière dont les choses deviennent » en termes d’évolution des systèmes complexes, ainsi que du but et de la signification de la vie humaine<br>A study of fifty years of philosophical work by Ervin Laszlo, highlighting the most important ideas, events and turning points in the thinking that led to his present-day philosophical position. This thesis reviews Laszlo’s philosophical voyage towards his uncovering and understanding of how things are and how things are becoming in terms of the evolution of complex systems as well as the purpose and meaning of human life
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Raffaelli, Bernard. "Analyse semi-classique des phénomènes de résonance et d'absorption par des trous noirs." Phd thesis, Université Pascal Paoli, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00653074.
Full textAbstract:
Au delà de la simple définition formelle d'un trou noir comme solution des équations d'Einstein dans le vide, il existe, comme l'a souligné Kip Thorne, depuis 1971 et l'observation du système binaire Cygnus X1, jusqu'aux hypothèses les plus récentes relatives à l'existence de trous noirs supermassifs au centre de nombreuses galaxies, des indices observationnels confortant leur existence dans l'Univers et motivant ainsi leur étude. En physique, nous le savons, pour obtenir des informations essentielles sur les interactions entre particules fondamentales, atomes, molécules, etc..., ainsi que sur la structure des objets composés, nous devons procéder à des expériences de collision ou plus précisément de diffusion. C'est ce qui constitue précisément l'objet de ce travail de thèse. En effet, en analysant comment un trou noir interagit avec son environnement, nous sommes en droit d'attendre des informations essentielles sur ces ''objets invisibles''. Cette étude sera également très utile pour comprendre, notamment, le signal que l'on devrait recevoir, prochainement, par le biais de la nouvelle génération de détecteurs d'ondes gravitationnelles. Ce travail se concentre donc principalement sur les phénomènes sous-jacents aux processus de diffusion par des trous noirs, i.e. les phénomènes de résonance et d'absorption. Toute l'originalité de cette étude repose sur le fait que nous proposons de nous intéresser à ces phénomènes du point de vue d'une théorie semiclassique dite " théorie du moment angulaire complexe ", mettant ainsi au cœur de la physique des trous noirs les concepts de matrice S ainsi que les techniques relatives aux pôles de Regge, tel que l'a suggéré implicitement Chandrasekhar au milieu des années soixante-dix. Cette approche nous permet de donner une interprétation physique, simple et intuitive, des phénomènes de résonance et d'absorption d'un champ, en l'occurrence d'un champ scalaire, massif ou non, par des trous noirs.
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Harraud, Pierre-Antoine. "Etude de la structure du nucléon par des calculs de QCD sur réseau avec des fermions de masse twistée." Phd thesis, Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00546526.
Full textAbstract:
La compréhension de la structure interne du nucléon à partir de la ChromoDynamique Quantique est un enjeu majeur de la physique hadronique. Seule la QCD sur réseau permet d'évaluer numériquement les observables à partir des principes ab-initio. Le sujet de cette thèse est l'étude des facteurs de forme du nucléon et le premier moment des fonctions de distributions de partons en utilisant une action discrétisée avec des fermions de masse twistée. Cette dernière a l'avantage de supprimer les effets de discrétisation au premier ordre en la maille du réseau. D'autre part, l'ensemble des simulations permet un contrôle accru des erreurs systématiques. Après avoir détaillé les techniques de calcul utilisées, je présenterai les résultats obtenus pour un large éventail de paramètres, mailles de réseau variant entre 0.056 fm et 0.089 fm, volumes compris entre 2.1 et 2.7 fm et masses de pions dans le domaine 260-470 MeV. La constante de renormalisation vectorielle a ainsi été obtenue dans le secteur du nucléon avec une grande précision. Pour le rayon de charge électrique, les effets de volume fini mis en évidence fournissent une clef pour expliquer sa dépendance chirale vers le point physique. Les résultats pour le moment magnétique et axial, les fractions d'impulsion et d'hélicité portées par les quarks, ne présentent pas d'effets de discrétisation ni de volume fini significatifs. Aux masses de pions considérées, leurs valeurs montrent une déviation par rapport aux valeurs expérimentales, leur comportement chiral n'exhibant pas la courbure prédite par les perturbations chirales qui permettrait de résoudre ce désaccord apparent.
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Ciambelli, Luca. "paving the fluid road to flat holography." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLX055/document.
Full textAbstract:
L’objet de cette thèse est l’étude de la correspondance fluide/gravité, réalisation macroscopique de la dualité AdS/CFT, à la limite où la constante cosmologique tend vers zéro (limite plate). La jauge de Fefferman-Graham, habituellement utilisée dans le dictionnaire holographique, est singulière à la limite plate. Ici, en passant par la formulation hydrodynamique de la théorie dubord, nous construisons une jauge, appelée jauge du développement en série dérivatif, où cette limite est bien définie. Sur la géométrie du bord, elle correspond en fait à faire tendre vers zéro la vitesse de la lumière, situation connue comme limite carrollienne. Un fluide relativiste admet une telle lim-ite, qui donne lieu à l’hydrodynamique carrollienne, étudiée ici en dimension arbitraire, parallèlement à son homologue galiléen. Ensuite, nous montrons spécifiquement en dimensions 4 et 3 du bulk qu’il est possible de construire des solutions asymptotiquement plates des équations d’Einstein partant de systèmes hydrodynamiques conformes carrolliens du bord, qui est ici l’hypersurface degenre lumière à l’infini. En 4 dimensions nous introduisons des conditions d’intégrabilité permettant de resommer la série dérivative sous formefermée. En 3 dimensions toute configuration fluide du bord aboutit à une solution exacte des équations d’Einstein. Les solutions de Bañados sont un sous-ensemble des solutions obtenues et identifiées au moyen de leurs charges de surface. Nous accordons une attention particulière au rôle du repère hydrodynamique, trop souvent ignoré en holographie. Pour terminer, nous nous concentrons sur la formulation de la AdS/CFT dans laquelle la symétrie de Weyl est explicite. Quoique cette symétrie soit un ingrédient incontournable de la correspondance fluide/gravité, elle n’est pas codée dans la formulation habituelle de l’holographie. Nous introduisons une nouvelle jauge et analysonsses conséquences<br>In this thesis we discuss the limit of vanishing cosmological constant (flat limit) of the fluid/gravity correspondence, which is a macroscopic realization of the AdS/CFT. The holographic dictionary is usually implemented in a gauge(Fefferman-Graham), which does not admit a flat limit. In the hydrodynamic formulation of the boundary theory, we introduce a gauge, dubbed derivative expansion, where such a limit turns out to be smooth. In the boundary we show that this corresponds to a Carrollian limit, i.e. a limit where the speed of light vanishes. We present Carrollian hydrodynamics, together with its dual Galilean counterpart. Then, for 4 and 3 bulk dimensions, we exhibit a resummed line element, which provides an asymptotically flat bulk solution of Einsteinequations starting only from boundary (i.e. null infinity) conformal Carrollian hydrodynamic data. In 4 dimensions we exploit specific integrability conditions, which restrict the achievable class of solutions in the bulk. In 3 dimensions every boundary fluid configuration leads to an exact solution of Einstein’s equations. Bañados solutions are a subset of the solutions reached in this way. They are rigorously identified with their surface charges and the corresponding algebra. We emphasize the choice of hydrodynamic frame, often sidesteppedin holography. Finally, we focus on the formulation of AdS/CFT to encompass Weyl symmetry. This symmetry is a key ingredient of fluid/gravity but it is not naturally encoded in the usual formulation of holography. We introduce an appropriate gauge for realizing it, and analyze its far-reaching consequences
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Smerlak, Matteo. "Divergence des mousses de spins : comptage de puissance et resommation dans le modèle plat." Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00662170.
Full textAbstract:
L'objet de cette thèse est l'étude du modèle plat, l'ingrédient principal du programme de quantification de la gravité par les mousses de spins, avec un accent particulier sur ses divergences. Outre une introduction personnelle au problème de la gravité quantique, le manuscrit se compose de deux parties. Dans la première, nous obtenons une formule exacte pour le comptage de puissances des divergences de bulles dans le modèle plat, notamment grâce à des outils de théorie de jauge discrète et de cohomologie tordue. Dans la seconde partie, nous considérons le problème de la limite continue des mousses de spins, tant du point de vue des théorie de jauge sur réseau que du point de vue de la "group field theory". Nous avançons en particulier une nouvelle preuve de la sommabilité de Borel du modèle de Boulatov-Freidel-Louapre, permettant un contrôle accru du comportement d'échelle dans la limite de grands spins. Nous concluons par une discussion prospective du programme de renormalisation pour les mousses de spins.
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Bolmont, Julien. "Détection des gamma dans l'expérience AMS et analyse temporelle des sursauts gamma par la mission HETE-2." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011463.
Full textAbstract:
AMS est un détecteur de particules qui sera embarqué à bord de la Station Spatiale Internationale début 2008. Avec son trajectomètre en silicium et son calorimètre électromagnétique, il pourra détecter les photons entre 1 GeV et 300 GeV. <br />Dans la première partie de cette thèse, nous donnons les résultats obtenus lors de l'analyse des données d'un test sur faisceau du calorimètre électromagnétique. A l'aide d'un logiciel de simulation rapide, nous évaluons les capacités de détection d'AMS en gamma. Nous donnons des prédictions de flux pour différents types de sources astrophysiques et pour un halo de matière noire supersymétrique au centre galactique.<br />HETE-2 est un satellite actuellement en fonctionnement qui est conçu pour détecter et localiser les sursauts gamma. Du fait des énergies mises en jeu, ce type de source pourrait être utilisé pour tester des domaines de la physiques inaccessibles aux accélérateurs. <br />Dans la deuxième partie de la thèse, nous étudions les courbes de lumières de douze sursauts gamma observés par le détecteur FREGATE à bord d'HETE-2 et pour lesquels une mesure du redshift est disponible. En étudiant les écarts temporels entre des photons de différentes énergies, nous pouvons déterminer une limite inférieure sur l'échelle de gravitation quantique de Eqg > 10^15 GeV.
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CAO, Francisco J. "Théorie quantique de champs hors équilibre et Cosmologie." Phd thesis, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002860.
Full textAbstract:
Dans ce travail on étudie la dynamique quantique des champs pour des systèmes hors équilibre avec une densité d'énergie non perturbativement grande. Les principales applications des résultats sont les collisions ultrarélativistes d'ions lourds et l'évolution de l'Univers primordial.<br /><br /><br />On utilise la limite de grand N pour résoudre la dynamique du modèle \lambda (\vec \Phi^2)^2. On obtient des solutions analytiques pour plusieurs régimes. On montre que la dynamique est characterisée par des phénomènes de décohérence, resonance paramétrique, restoration de la symétrie, brisure spontanée de la symétrie, instabilités spinodales et création de bosons de Goldstone hors équilibre. On étudie aussi l'évolution de la fonction de corrélation pour laquelle on<br />trouve un comportement de "scalling" généralisé (pour symétrie brisé). Dans le cas où la symétrie est brisée, la masse<br />effective converge asymptotiquement vers zero en absence de champ externe, tandis que dans sa présence la masse carrée est de l'ordre du champ externe.<br /><br /><br />On a étudié aussi la dynamique des champs quantiques dans l'espace-temps FRW de façon consistante. Cela donne un traitement quantique consistant au champ de l'inflaton dans le scénario de l'inflation chaotique face au traitement classique usuel. Ce traitement donne une justification microscopique de l'inflation chaotique classique. On trouve une classe d'états initiaux quantiques (aussi pure comme mélange) qui donnent lieu à une période d'inflation chaotique et on obtient une<br />généralisation quantique des conditions de roulement lente.
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Rodrigues, Manuel. "Trous Noirs Phantomes." Phd thesis, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01023305.
Full textAbstract:
We obtain the general solution of the Einstein-(anti) Maxwell-(anti) Dilaton (EMD) theory for a static, spherically symmetric spacetime in four dimensions. In the phantom (anti) cases, we obtain new solutions with non-degenerate horizon and make the analysis of their causal structures. The causal structures of some solutions are exotics, some of them can not be described in two-dimensional usual Penrose diagrams. We obtain also, using the method of Sigma model, new stationary solutions with axial symmetry, for Einstein-anti-Maxwell-Dilaton (EM¯\bar{M}D) and Einstein-anti-Maxwell-Dilaton-Axion (EM¯\bar{M}DA) theory. We analyse the causal structure of these new solutions.
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Bellard, Benoit T. "Le dalaï-lama et la science moderne." Thèse, 2017. http://hdl.handle.net/1866/20211.
Full text
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Bouchareb, Adel. "Topics on Gravity Outside of Four Dimensions." Phd thesis, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01066788.
Full textAbstract:
The thesis is divided into two loosely connected parts: the first one is concerned with three dimensional Topologically massive gravity (TMG) and the other is devoted to generating solutions of black objects within five minimal dimensional supergravity theory (mSUGRA5).
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Grain, Julien. "Relativite Generale et champs quantiques: quelques aspects de physique des trous noirs et de cosmologie en gravite de Lovelock, espaces de Sitter et dimensions supplementaires." Phd thesis, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00104399.
Full textAbstract:
A l'aune d'une possible unification de la Mecanique Quantique et de la Relativite Generale, le processus d'evaporation des trous noirs est sans nul doute l'un des phenomenes privilegies pour avoir acces a des effets de gravite quantique. Apres une rapide presentation de la theorie de la gravitation d'Einstein et d'une possible extension sous forme de serie de Taylor en courbure scalaire, l'evaporation de Hawking est abordee en se focalisant sur le calcul des facteurs de corps gris, i.e. de la probabilite tunnel qu'une particule issue de la brisure des fluctuations du vide s'echappe definitivement de l'attraction gravitationnelle du trou noir. J'ai developpe une methode analytique semi-classique pour l'etude de la dynamique de champs scalaires se propageant en espace-temps statique et a symetrie spherique, ainsi qu'une methode numerique pour la determination exacte des facteurs de corps gris pour des champs de spin s=0, 1/2 et 1. Ces methodes ont ete appliquees au cas de trous noirs de Schwarzschild en theorie de Lovelock a l'ordre deux (theorie de Gauss-Bonnet) et avec dimensions supplementaires, pour ainsi aboutir a une evaluation exacte des spectres rayonnes, etape necessaire pour la verification des quatres principes de la thermodynamique des trous noirs. Dans le cadre des scenarii branaires de type Arkani-Hamed, Dimopoulos & Dvali (ADD), abaissant l'echelle de Planck a l'ordre du TeV et ouvrant ainsi la possibilite de production de trous noirs par collision de particules dans le cosmos ou aupres des futurs collisionneurs, les possibilites de contraindre le Lagrangien gravitationnel a l'aide du mecanisme d'evaporation des trous noirs ont ete abordees: les modeles ADD ne sont pas en contradiction avec les donnees cosmologiques et de rayonnement cosmique et il serait possible de distinguer la presence ou non d'un terme de Gauss-Bonnet dans le Lagrangien d'Einstein-Hilbert. La question des inhomogeneites primordiales aux petites echelles de longueur ainsi que celle de la matiere noire sont aussi abordees dans cette these, respectivement a la lumiere des trous noirs primordiaux et des theories a dimensions supplementaires.