Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Charge fractionnaire“

Dans certains états quantique de la matière, le courant peut être transporté par des porteurs de charges ayant une fraction e* de la charge élementaire. C'est notamment le cas de l'Effet Hall quantique fractionnaire (EHQF) qui se produit pour des systèmes électroniques bidimensionels à basse température et soumis à un fort champ magnetique perpendiculaire. Quand le nombre de quantum de flux en unité h/e est une fraction du nombre d'électrons, le courant se propage le long des bords de l'échantillon sans dissipation. Les porteurs de charges impliqués dans le transport portent une charge fractionnaire. La mise en évidence de ces charges peut être faite via les faibles fluctuations de courant dûes à la granularité de la charge. Nous présentons ici une méthode fiable de mesure de la charge fractionnaire basée sur des correlations croisées de fluctuations de courant. La dynamique de ces charges fractionnaires lorsque l'échantillon est irradié avec des photons GHz est étudiée, permettant la mesure de la fréquence Josephson des charges fractionnaires. Ces mesures valident les processus photo-assisté en régime d'EHQF et permettent une manipulation résolue en temps des charges fractionnaires, dans le but de réaliser une source d'anyon sur le principe du léviton afin de réaliser des tests de la statistique anyonique de ces charges fractionnaires
In some quantum matter states, the current may remarkably be transported by carriers that bear a fraction e* of the elementary electron charge. This is the case for the Fractional quantum Hall effect (FQHE) that happens in two-dimensional systems at low temperature under a high perpendicular magnetic field. When the number of magnetic flux in units of h/e is a fraction of the number of electron, a dissipationless current flows along the edges of the sample and is carried by anyons with fractional charge. The observation of the fractional charge is realized through small current fluctuations produced by the granularity of the charge. Here is presented a reliable method to measure the fractional charge by the mean of cross-correlation of current fluctuations. Moreover, the dynamical properties of those charges is probed when the sample is irradiated with photos at GHz frequency. The long predicted Josephson frequency of the fractional charge is measured. Those measurements validate Photoassisted processes in the FQHE and enable timedomain manipulation of fractional charges in order to realize a single anyon source based on levitons to perform tests of the anyonic statistics of fractional charge

Au cours des dernières décennies, la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) s'est imposée comme une approche rigoureuse pour la description de l'état fondamental des systèmes électroniques. Grâce à son faible coût computationnel et à l'élaboration d'approximations sophistiquées pour la fonctionnelle d'échange-corrélation (xc-DFA), la DFT est devenue la méthode de choix pour le calcul de structure électronique. Néanmoins, il subsiste nombre de défis que la DFT ne parvient pas à surmonter. En réalité, ces carences ne sont pas le fruit de la théorie elle-même mais plutôt du fait de défauts intrinsèques des approximations utilisées. Il existe une formulation plus générale de la DFT pour les nombres fractionnaires d'occupation qui permet la description de systèmes avec nombre fractionnaire d'électrons, la PPLB-DFT. Cette formulation grand canonique de la DFT peut être mise en place à l'aide d'un formalisme d'ensemble et permet une extraction directe d'énergies d'excitation chargée et d'autres propriétés à partir d'un seul calcul de type DFT. Malheureusement, l'incapacité des DFAs à reproduire la fameuse dérivée discontinue (DD) s'est avérée être particulièrement préjudiciable pour la prédiction d'énergies d'excitation chargée, telles que les potentiels d'ionisation et les affinités électroniques, donnant lieu à des erreurs conséquentes, et connue comme le problème du gap fondamental. Dans ce contexte, la DFT d'ensemble (eDFT) offre une alternative très attrayante du fait de sa capacité à user de DFAs dépendantes du poids de l'ensemble pour reproduire la DD via leur dérivée. La DFT est connue pour montrer des limites vis-à-vis du calcul d'énergies d'excitation chargée et neutre. La procédure standard pour accéder aux états excités neutralement dans le cadre de la DFT est à travers son extension dépendante du temps, la TD-DFT. En effet, l'usage est de recourir à la TD-DFT pour obtenir des prédictions acceptables pour les énergies de transition des niveaux excités les plus bas, cela avec un coût computationnel relativement modéré. Bien que la TD-DFT se soit avérée incroyablement fructueuse pour accéder aux énergies d'excitation neutre, elle a également montré certaines limites lors de la description de certains phénomènes et propriétés physiques. En cela, l'eDFT constitue une alternative prometteuse à la TD-DFT pour le calcul des énergies d'excitation électroniques. En eDFT, il est possible d'extraire n'importe quelle énergie d'excitation neutre d'un système électronique en un seul calcul à l'aide d'un ensemble Gross-Oliveira-Kohn (GOK), et cela avec un coût computationnel et un niveau d'approximation pour la fonctionnelle d'xc, similaires à ceux de la DFT standard. La GOK-DFT est une alternative moins connue mais tout autant rigoureuse que la TD-DFT, où le large choix de poids de l'ensemble et la dépendance en poids de la fonctionnelle xc peuvent significativement influer sur la qualité des énergies calculées. En temps normal, accéder aux énergies d'excitation chargée nécessite de faire varier le nombre d'électrons du système, ce qui peut s'avérer problématique dans certains cas. Très récemment, un nouveau formalisme canonique a été développé, l'eDFT N-centrée, rendant possible l'extraction d'énergies d'excitation chargée sans altération du nombre d'électrons. Le comportement des DFAs standard dans le cadre de l'eDFT peut offrir une compréhension plus poussée de la nature intrinsèque des erreurs systématiques dont elles souffrent, telles que la violation des conditions exactes de linéarité par morceaux et de constance de l'énergie. En outre, la mauvaise description des systèmes avec charge et spin fractionnaires a prouvé avoir un impact majeur dans la description des systèmes fortement corrélés ainsi que dans les processus de dissociation et la prédiction de gaps d'énergie. Tout cela pourrait donner un nouvel essor au développement futur de la DFT et à des applications émergentes jusqu'alors inaccessibles
Over the last few decades, density-functional theory (DFT) has proved to be a rigorous approach for describing the ground-state of any electronic system. Due to a relatively low computational cost and the elaboration of sophisticated density-functional approximations (DFAs), DFT became the prevailing method used in electronic-structure calculations. Still, there remain numerous challenges that standard DFAs fail to overcome. These limitations are not attributed to failures of the theory itself but are rather due to deficiencies of the currently used approximate exchange-correlation (xc) functionals. There exists a generalization of ground-state DFT to fractional occupation numbers which allows for the description of systems with fractional number of electrons, PPLB-DFT. Such grand canonical extension of DFT can be achieved through the use of the ensemble formalism and enables direct extraction of charged excitation energies and other properties from a single DFT-like calculation. Unfortunately, the inability of commonly used exchange-correlation DFAs to mimic the infamous derivative discontinuity (DD) has proved to be highly detrimental to the prediction of charged excitations such as ionization potentials and electron affinities, yielding substantial errors, and known as the fundamental-gap problem. Regarding this matter, ensemble DFT (eDFT) offers a very appealing alternative benefiting from the possibility for explicitly weight-dependent xc-functionals to mimic the infamous DD through their derivatives with respect to the ensemble weights. DFT is known to possess deficiencies when it comes to computing charged and neutral excitations. The most popular way to access neutrally excited states within the scope of DFT is through its time-dependent extension, TD-DFT. Indeed, one would usually turn to TD-DFT to get accurate transition energies for low-lying excited-states with a relatively moderate computational cost. Although TD-DFT has been incredibly successful to access neutral excitation energies, it still suffers from some limitations and fails to provide accurate descriptions of some phenomena and properties. eDFT constitutes a promising alternative to TD-DFT for computing electronic excitation energies. In eDFT, it is possible to extract any neutral excitation energies of a N-electron system from a single calculation through the use of a Gross-Oliveira-Kohn (GOK) ensemble, with a similar computational cost and level of approximation for the xc-functional than in an usual DFT calculation. GOK-DFT is a less well-known but comparably rigorous alternative to TD-DFT where the large choice of ensemble weights and the weight-dependence of DFAs can significantly impact the accuracy of the energies. In DFT, it is well-known that the HOMO-LUMO gap can be a very poor estimation of the fundamental gap of the system, whereas eDFT may provide better predictions. Nevertheless, accessing charged excitations usually require to vary the number of electrons of the system, which can be problematic for some systems. Very recently, a new canonical eDFT formalism has been developed, the N-centered formalism, which allows for the extraction of charged excitation energies without any alteration of the number of electrons of the system. The behaviour of standard approximations in the scope of eDFT may provide additional insight into the intrinsic systematic errors of DFAs, such as the violation of the piecewise-linearity and constancy-condition exact properties. Indeed, poor descriptions of systems with fractional charges and fractional spins have shown to have major implications on the description of strongly correlated systems, which are known to suffer from large static-correlation errors, as well as on the prediction of asymptotic integer dissociations and band-gap predictions. These considerations may lead the way to further development and refinement of the DFT scheme towards both current and emerging applications

La methode statistical discrete gust, proposee par son auteur comme methode de remplacement des deux criteres actuels de calcul des charges structurales induites par la rafale et la turbulence atmospheriques sur un avion, s'inscrit dans un contexte d'uniformisation et d'harmonisation des textes reglementaires americains et europeens. Apres exploitation de l'outil industriel developpe a l'aerospatiale, les resultats de la methode statistical discrete gust ont montre qu'elle presentait de nombreux inconvenients par rapport au modele de turbulence continue existant, autant du point de vue du temps de calcul necessaire a sa resolution que des charges obtenues. Le role unificateur de la methode statistical discrete gust n'a plus cours, a l'heure actuelle. Aussi l'aerospatiale se montre opposee a son introduction dans la reglementation

L'objet de cette thèse est d'étudier les systèmes de cointégration fractionnaire de forme triangulaire mais également d'analyser l'apport de ces systèmes dans la modélisation des co-mouvements au sein des marchés financiers internationaux. La thèse s'articule autour de six chapitres équitablement répartis entre contributions économétriques et économiques. Concernant l'approche économétrique, un intérêt particulier est donné à l'estimation de ces systèmes en absence d'information sur les paramètres d'intérêts. Dans cette optique, plusieurs techniques d'estimation sont analysées et développées, essentiellement dans le domaine des fréquences car celui-ci permet un traitement semi-paramétrique des paramètres de nuisances. Les performances de ses estimateurs sont étudiés à travers des simulations mais également à travers l'étude des propriétés asymptotiques. Concernant l'approche économique, une première contribution exploite la cointégration fractionnaire pour révéler l'existence d'un système de taux de change entre certains pays Asiatiques. Une deuxième contribution porte sur l'analyse des interdépendances entre le marché du pétrole et divers taux de change au niveau de la volatilité. Une troisième contribution introduit un processus d'apprentissage adaptatif dans un modèle monétaire à plusieurs pays afin d'étudier sous quelles conditions un système de taux de change peut émerger
The aim of the thesis is to study a triangular form of fractional cointegration systems and to investigate whether these systems allow to model the comovements in international financial markets. The thesis is organized around six chapters. Three of them are theory-oriented and the three others are empirics-oriented. Concerning the econometric approach, a particular interest is devoted to the estimation of these systems when all parameters of interest are unknown. To this extent, several estimation techniques are investigated and introduced, essentially in frequency domain as it allows a semi-parametric treatment of the nuisance parameters. Most of times, the performance of these estimators are studied by means of simulations but the asymptotic theory is also developed. Concerning the economic approach, a first contribution applies the fractional cointegration theory to reveal the existence of an exchange rate system between several Asian countries. A second contribution deals with the risk interdependences between the crude oil market and several exchange rates. A third contribution considers an adaptive learning mechanism in a multi-country monetary model to investigate the conditions under which an exchange rate system is likely to emerge

Dans cette thèse, nous proposons quatre contributions originales à l'étude de l'intégration monétaire et financière des pays asiatiques.Dans le premier chapitre nous déterminons la sensibilité relative des devises asiatiques (ASEAN-5, Corée du Sud) face aux chocs simulés sur le dollar, l'euro et l'ACU. Nous mettons en évidence la volonté de ces pays de se détourner d'une politique de change exclusivement centrée sur le dollar vers une politique plus flexible, où le poids de l'ACU semble avoir gagné en importance.Le deuxième chapitre met l'accent sur la synchronisation entre les cycles des affaires de l'ASEAN-5. Nous montrons que la corrélation entre les cycles est plus forte durant les phases de contraction mais que la dynamique d'ajustement est propre à chaque pays. Par ailleurs, certains cycles des affaires de l'ASEAN-5 contiennent des informations pertinentes pour prédire les changements de régime des autres pays.Le troisième chapitre examine le co-mouvement entre les taux de change réels de l'ASEAN-5 du point de vue de la parité de pouvoir d'achat généralisé (Enders and Hurns, 1994, 1997). Nous montrons que les taux de change réels sont liés par un processus à mémoire longue, ce qui soutient l'idée d'une intégration monétaire plus poussée entre différents sous-groupes de pays. Enfin dans le dernier chapitre, nous examinons le degré d'intégration des marchés boursiers en Asie (ASEAN-5, Hong Kong, Japon). Nos résultats montrent que la volatilité des marchés boursiers internationaux partagent une tendance stochastique commune. En revanche, les marchés boursiers des pays émergents apparaissent encore segmentés tant au niveau global que régional
This thesis proposes four contributions to the study of Asian monetary and financial integration.The first chapter examines to what extent the East Asian exchange rates (ASEAN-5, South Korea) are sensitive to shocks simulated on the US dollar, the euro and the ACU. We show that these countries have moved from a US dollar-based pegging system to a more flexible exchange rate policy, where the weight of the ACU has increased over the last years. The second chapter attempts to analyze the correlation among the ASEAN-5 business cycles. Estimates reveal that correlations are higher during downturns but the process of adjustment to shocks displays idiosyncratic features. We also provide evidence that the signals contained in some leading ASEAN-5 business cycles help predict regime switching in other countries. The third chapter examines the co-movement among the ASEAN-5 real exchange rates through the generalized purchasing power parity (Enders and Hurns, 1994, 1997). We find that real exchange rates are tied through a long memory process, supporting further monetary integration among different sub-groups of the ASEAN-5.In the last chapter, we investigate to what extent the stock markets in Asia (Hong Kong, Japan, ASEAN-5) are integrated. Our results reveal that the stock market volatilities in developed countries share a common stochastic trend. Conversely, emerging markets appear to be segmented from both each other and global markets

Les contributions apportées dans le chapitre sont les suivantes. Premièrement, nous proposons un modèle statistique associé à un champ aléatoire rose fractionnaire afin de caractériser le mur de l'oeil du cyclone et la rugosité de l'oeil (modélisation de texture). Deuxièmement, nous proposons une méthode d'estimation du paramètre de ce modèle de champ fractionnaire rose et de détection de la position spatiale de l'oeil du cyclone. La détection de l'oeil est effectuée par trame d'image, en recherchant la région présentant le plus petit paramètre fractal sous la contrainte que cette region soit entouré par des régions associées à des paramètres d'intensité fractale maximum (mur de l'oeil). Un suivi de l'oeil est aussi proposé sur la base de la méthode de détection de l'oeil, en se focalisant sur une recherche de fenêtre plus serrée et en détectant la position future de l'oeil. Nous construisons une suite chronologique de paramètres associés à chaque position spatiale géoréférencée et décrivons cette suite comme un processus autorégressif à moyenne mobile et intégration fractionnaire (ARFIMA). Le modèle ARFIMA capture les variations statistiques tant à long terme qu'à court terme du processus aléatoire d'intensité fractale du cyclone. L'ouragan Isaac est utilisé comme étude de cas.