Дисертації з теми "Phénoménologie de la gravité 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.
Анотація:
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'UniversLoop 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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Coutant, Antonin. "phénoménologie de la gravité quantique : Propriété de stabilité de la radiation d'Hawking en présence de violation de l'invariance local de Lorentz." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00747874.
Анотація:
Dans cette thèse, nous étudions plusieurs aspects de la radiation de Hawking en présence de violations de l'invariance locale de Lorentz. Ces violations sont introduites par une modification de la relation de dispersion, devenant non-linéaire aux courtes longueurs d'onde. Les principales motivations de ces travaux ont une double origine. Il y a d'une part le développement en matière condensée de trous noirs analogues, ou l'écoulement d'un fluide est perçu comme une métrique d'espace-temps pour les ondes de perturbations et ou la radiation de Hawking pourrait être détectée expérimentalement. D'autre part, il se pourrait que des effets de gravité quantique puissent être modélisés par une modification de la relation de dispersion. En premier lieu, nous avons obtenu des caractérisations précises des conditions nécessaires au maintien de l'effet Hawking en présence de violation de l'invariance de Lorentz. De plus, nous avons étudié l'apparition d'une onde macroscopique de fréquence nulle, dans des écoulements de type trous blancs et également pour des champs massifs. Une autre partie de ce travail a consisté à analyser une instabilité engendrée par les effets dispersifs, ou la radiation de Hawking est auto-amplifiée, générant ainsi un flux sortant exponentiellement croissant dans le temps.
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Hersent, Kilian. "Field theories on quantum space-times : towards the phenomenology of quantum gravity." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASP031.
Анотація:
La géométrie noncommutative est un formalisme mathématique qui exprime la structure de l’espace-temps avec des algèbres d’opérateurs. On s’attend à ce que les espace-temps noncommutatifs fassent émerger des effets de gravité quantiques, au moins dans un certain régime, notamment parce qu’ils utilisent les outils de la mécanique quantique pour décrire la géométrie. Ce manuscrit se concentre sur les aspects physiques de ces espace-temps quantiques, tout particulièrement à travers le formalisme des théories de champs et de jauge. Il est montré que les théories de champs scalaires engendrent possiblement des divergences dans l’infra-rouge et l’ultra-violet pour la fonction 2-point à une boucle. Ce phénomène s’appelle génériquement le mélange UV/IR et découle de la divergence du propagateur. L’analyse de ces divergences diffèrent du cas commutatif car l’espace des moments y est noncommutatif. D’autre part, une théorie de jauge sur κ-Minkowski, une déformation quantique de l’espace de Minkowski, est construite. Un premier calcul perturbatif produit une brisure de l’invariance de jauge, un comportement pathologique commun à d’autres espace-temps quantiques. Un modèle-jouet de causalité est aussi développé sur κ-Minkowski, dans lequel apparaît un analogue de la vitesse de lumière comme vitesse limite. La phénoménologie de la gravité quantique émergeant des espace-temps quantiques est abordée, avec les contraintes qu’elle impose. Finalement, un modèle-jouet de gravité noncommutative, utilisant κ-Minkowski pour décrire l’espace tangent, est traité. Il nécessite le concept de partition de l’unité noncommutative spécialement défini dans ce contexteNoncommutative geometry is a mathematical framework that expresses the structure of space-time in terms of operator algebras. By using the tools of quantum mechanics to describe the geometry, noncommutative space-times are expected to give rise to quantum gravity effects, at least in some regime. This manuscript focuses on the physical aspects of these so-called quantum space-times, in particular through the formalism of field and gauge theories. Scalar field theories are shown to possibly trigger mixed divergences in the infra-red and ultra-violet for the 2-point function at one loop. This phenomenon is generically called UV/IR mixing and stems from a diverging behaviour of the propagator. The analysis of such divergences differs from the commutative case because the momentum space is now also noncommutative. From another perspective, a gauge theory on κ-Minkowski, a quantum deformation of the Minkowski space-time, is derived. A first perturbative computation is shown to break the gauge invariance, a pathological behaviour common to other quantum space-times. A causality toy model is also developed on κ-Minkowski, in which an analogue of the speed-of-light limit emerges. The phenomenology of quantum gravity arising from quantum space-times is discussed, together with the actual constraints it imposes. Finally, a toy model for noncommutative gravity is tackled, using the former κ-Minkowski space-time to describe the tangent space. It necessitates the notion of noncommutative partition of unity specifically defined there
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Girelli, Florian. "Géométrie non commutative et gravité quantique." Aix-Marseille 1, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX11039.
Анотація:
La géométrie non commutative permet d'incorporer des notions quantiques en géométrie. Elle semble donc l'outil idéal pour étudier le problème de la quantification de la relativité générale. Cette thèse a pour but d'introduire les notions de géométrie non commutative, de gravité quantique (approche des Mousses de Spin) et de donner des directions possibles sur l'utilisation des structures de la GNC afin d'étudier la gravité quantique (non perturbative). La première partie présente une introduction rapide à la GNC et à son application au modèle standard, par le biais des géométries presque commutatives. Le fait que ces dernières permettent de mettre au même plan gravité et Yang-Mills-Higgs est rappelé. Pour illustrer cette construction, les modèles droite gauche symétriques sont étudiés, et je montre qu'ils ne peuvent pas être viables physiquement. La deuxième partie traite de la théorie des champs et de la renormalisation vue par le biais d'algèbre de Hopf de structures graphiques : arbres avec racine ou diagrammes de Feynman. La construction de Connes et Kreimer, dans le cadre de la régularisation dimensionnelle, est ensuite rappelée et je montre comment elle s'étend pour tenir compte de la renormalisation de la fonction d'onde. Je considère ensuite le cas de la renormalisation à la Polchinski et je montre comment les algèbres de Hopf des arbres et des diagrammes interviennent, ce qui permet à la fois de simplifier la preuve de la renormalisabilité mais aussi de définir une application entre arbres avec racine et diagrammes de Feynman. Je donne finalement des arguments en vue d'une application de ces structures au cadre des Mousses de Spin, ou la construction perturbative d'observables pour la relativité générale. La troisième partie introduit la construction des Mousses de Spin en 3d. Je montre d'abord comment la quantification de la gravité en 3d s'effectue en utilisant les représentations du groupe considéré. Je montre ensuite comment en introduisant une diagrammatique, on peut simplifier la preuve de l'invariance topologique de la fonction de partition et même définir le modèle sur des décompositions cellulaires quelconques. Je donne finalement quelques arguments sur une utilisation directe de la GNC dans le cadre des Mousses de Spin, en utilisant les posets.
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Zhang, Mingyi. "Gravité quantique à boucles et géométrie discrète." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4027/document.
Анотація:
Dans ce travail de thèse , je présente comment extraire les géométries discrètes de l'espace-temps de la formulation covariante de la gravitaté quantique à boucles, qui est appelé le formalisme de la mousse de spin. LQG est une théorie quantique de la gravité qui non-perturbativement quantifie la relativité générale indépendante d'un fond fixe. Il prédit que la géométrie de l'espace est quantifiée, dans lequel l'aire et le volume ne peuvent prendre que la valeur discrète. L'espace de Hilbert cinématique est engendré par les fonctions du réseau de spin. L'excitation de la géométrie peut être parfaitement visualisée comme des polyèdres floue qui collées à travers leurs facettes. La mousse de spin définit la dynamique de la LQG par une amplitude de la mousse de spin sur un complexe cellulaire avec un état du réseau de spin comme la frontiére. Cette thèse présente deux résultats principaux. Premièrement, la limite semi-classique de l'amplitude de la mousse de spin sur un complexe simplicial arbitraire avec une frontière est complètement étudiée. La géométrie discrète classique de l'espace-temps est reconstruite et classée par les configurations critiques de l'amplitude de la mousse de spin. Deuxièmement, la fonction de trois-point de LQG est calculé. Il coïncide avec le résultat de la gravité discrète. Troisièmement, la description des géométries discrètes de hypersurfaces nulles est explorée dans le cadre de la LQG. En particulier, la géométrie nulle est décrit par une structure singulière euclidienne sur la surface de type espace à deux dimensions définie par un feuilletage de l'espace-temps par hypersurfaces nullesIn this thesis, I will present how to extract discrete geometries of space-time fromthe covariant formulation of loop quantum gravity (LQG), which is called the spinfoam formalism. LQG is a quantum theory of gravity that non-perturbative quantizesgeneral relativity independent from a fix background. It predicts that the geometryof space is quantized, in which area and volume can only take discrete value. Thekinematical Hilbert space is spanned by Penrose's spin network functions. The excita-tion of geometry can be neatly visualized as fuzzy polyhedra that glued through theirfacets. The spin foam defines the dynamics of LQG by a spin foam amplitude on acellular complex, bounded by the spin network states. There are three main results inthis thesis. First, the semiclassical limit of the spin foam amplitude on an arbitrarysimplicial cellular complex with boundary is studied completely. The classical discretegeometry of space-time is reconstructed and classified by the critical configurations ofthe spin foam amplitude. Second, the three-point function from LQG is calculated.It coincides with the results from discrete gravity. Third, the description of discretegeometries of null hypersurfaces is explored in the context of LQG. In particular, thenull geometry is described by a Euclidean singular structure on the two-dimensionalspacelike surface defined by a foliation of space-time by null hypersurfaces. Its quan-tization is U(1) spin network states which are embedded nontrivially in the unitaryirreducible representations of the Lorentz group
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Wieland, Wolfgang. "Structure chirale de la gravité quantique à boucles." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4094/document.
Анотація:
La relativité générale représente la description la plus précise de l'interaction gravitationnelle. Cependant, alors que la matière est régie par les lois de la mécanique quantique, la gravitation, elle, est une théorie fondamentalement classique. A l'échelle de Planck, c'est-à-dire à des distances d'environ 10E-35 mètres, les effets quantiques et ceux de la gravitation deviennent tous deux importants. A l'heure actuelle, un langage mathématique unifié et décrivant les effets physiques à cette échelle est toujours manquant. Il existe néanmoins plusieurs théories candidates à cette description, et l'une d'entre elles, la gravité quantique à boucles, est l'objet d'étude de cette thèse.Afin de tester si une théorie candidate peur fournir une description appropriée des propriétés quantiques du champ de gravitation, elle doit présenter une certaine cohérence interne du point de vue mathématique, et aussi être en accord avec les tests expérimentaux de la relativité générale. Le but de cette thèse est de développer certains outils mathématiques qui éclairent ces conditions de consistance interne, et qui permettent d'établir un lien entre différentes formulations de la théorieGeneral relativity is the most precise theory of the gravitational interaction. It is a classical field theory. All matter, on the other hand, follows the rules of quantum theory. At the Planck scale, at about distances of the order of 10E-35 meters, both theories become equally important. Today, theoretical physics lacks a unifying language to explore what happens at this scale, but there are several candidate theories available. Loop quantum gravity is one them, and it is the main topic of this thesis. To see whether a particular proposal is a viable candidate for a quantum theory of the gravitational field it must be free of internal inconsistencies, and agree with all experimental tests of general relativity. This thesis develops mathematical tools to check these
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Christodoulou, Marios. "Transition de géométrie en gravité quantique à boucles covariante." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0273.
Анотація:
Dans ce manuscrit, nous présentons un mise en place et calcul d'un observable physique dans le cadre de la Gravité Quantique à Boucles covariante, pour un processus physique mettant en jeu la gravité quantique de façon non-perturbatif. Nous considerons la transition d'une région de trou noir à une région de trou blanc, traitée comme une transition de géométrie assimilable à un effet de tunnel gravitationnel. L'observable physique est le temps caractéristique dans lequel ce processus se déroule.Nous commençons par une dérivation formelle de haut--en--bas, allant de l'action de Hilbert-Einstein au ansatz qui définit les amplitudes de l'approche covariante de la GQB. Nous prenons ensuite le chemin de bas--en--haut, aboutissant à l'image d'une intégrale de chemin du type somme-de-géométries qui émerge à la limite semi-classique, et discutons son lien étroite avec une intégrale de chemin basé sur l'action de Regge. En suite, nous expliquons comment construire des paquets d'ondes décrivant des géométries spatiales quantiques, plongées dans un espace-temps quantique de signature Lorentzienne.Nous montrons que lors de la mise en œuvre de ces outils, nous avons une estimation simple des amplitudes décrivant des transitions de géométrie de façon probabiliste. Nous construisons un mise en place basée sur l'espace-temps Haggard-Rovelli, où une approche d'intégrale de chemin peut être appliquée naturellement. Nous procédons à une dérivation d'une expression explicite, analytiquement bien--définie et finie, pour une amplitude de transition décrivant ce processus. Nous utilisons ensuite l'approximation semi-classique pour estimer le temps caractéristique du phénomèneIn this manuscript we present a calculation from covariant Loop Quantum Gravity, of a physical observable in a non-perturbative quantum gravitational physical process. The process regards the transition of a trapped region to an anti--trapped region and is treated as a quantum geometry transition akin to gravitational tunneling. The physical observable is the characteristic timescale in which the process takes place. We start with a top--to--bottom formal derivation of the ansatz defining the amplitudes for covariant LQG, starting from the Hilbert-Einstein action. We then take the bottom--to--top path, starting from the EPRL ansatz, to the sum--over--geometries path integral emerging in the semi-classical limit, and discuss its close relation to the naive path integral over the Regge action. We proceed to the construction of wave--packets describing quantum spacelike three-geometries that include a notion of embedding in a Lorentzian spacetime. We derive a simple estimation for the amplitudes describing geometry transition and show that a probabilistic description for such phenomena emerges, with the probability of the phenomena to take place being in general non-vanishing.The Haggard-Rovelli spacetime, modelling the spacetime surrounding the geometry transition region for a black to white hole process, is formulated. We then use the semi--classical approximation to give a general estimation of amplitudes describing the process. We conclude that the transition is predicted to be allowed by LQG, with a crossing time that is linear in the mass. The probability for the process to take place is suppressed but non-zero
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Louapre, David. "Modèles de mousses de spin pour la gravité quantique en 3 dimensions." Phd thesis, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00337352.
Анотація:
Cette thèse présente plusieurs résultats nouveaux pour les modèles de mousses de spin pour la gravité quantique en 3 dimensions. A partir des modèles de Ponzano-Regge et Turaev-Viro, nous montrons qu'il est possible de réaliser une fixation de jauge de la symétrie par difféomorphisme. Nous introduisons dans ces modèles des particules ponctuelles pour réaliser ainsi un couplage de ces modèles de gravité quantique à de la matière. Nous présentons un nouveau résultat mathématique sur les liens entre l'invariant de Ponzano-Regge et un invariant de Chern-Simons construit à partir du groupe quantique obtenu comme le double de SU(2). Nous étudions les asymptotiques de symboles 6j et 10j qui correspondent à la limite semi-classique des modèles de mousse de spin en 3 et 4 dimensions. Enfin nous montrons qu'il est possible dans un cas particulier de réaliser une somme non-perturbative sur les topologies des amplitudes de gravité quantique dans un modèle de théorie des champs sur un groupe.
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Noui, Karim. "Gravitation quantique et groupes quantiques." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20080.
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Regnault, Nicolas. "Solutions exactes de la gravité réduite : effet Hall quantique de spin." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001360.
Анотація:
La première partie de cette thèse est consacrée à l'étude de la gravité en l'absence de matière lorsque la métrique ne dépend que de deux variables. En s'appuyant sur une nouvelle paire de Lax basée sur l'algèbre sl(2, R) affine déformée par un automorphisme d'ordre 2 et l'algèbre de Virasoro, nous obtenons une méthode purement algébrique (sans calcul d'intégrale) pour engendrer l'ensemble des solutions. Les éléments de la métrique sont alors exprimés par des déterminants. Toujours à l'aide de cette paire de Lax, nous étudions la structure symplectique de la théorie. Nous montrons que ce modèle non ultralocal conduit à des équations de Yang-Baxter modifiées ne faisant intervenir que de purs c-nombres. Nous présentons aussi une méthode pour calculer les observables classiques à l'aide de conditions aux limites raisonnables. Dans la seconde partie, nous nous attachons à regarder l'effet Hall quantique de spin. Nous étudions une généralisation du modèle de Chalker-Coddington en considérant un grand nombre de degrés de liberté de spin possédant une symétrie SP(2N). Nous mettons en évidence une direction dans l'espace des constantes de couplage dite isotrope, qui est préservée par le flot de renormalisation et attractive dans la région des constantes de couplages positives. Nous montrons que le modèle sigma effectif pour cette direction correspond, dans la limite où N est grand, à une théorie massive dans la limite infrarouge. La dernière partie est dédiée à la présentation de l'application de l'algorithme du groupe de renormalisation numérique utilisant la matrice de densité à l'effet Hall quantique fractionnaire. Nous présentons l'ensemble des notions de base nécessaires à une telle étude. A titre de complément, nous appliquons une partie des outils numériques développés à la détermination des constantes de couplage de la molécule magnétique Mn12Ac.
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Huang, Yichao. "Chaos multiplicatif gaussien et applications à la gravité quantique de Liouville." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066623/document.
Анотація:
Dans cette thèse, nous nous intéressons par des approches probabilistes à la gravité quantique de Liouville, introduite par Polyakov en 1981 sous la forme d'une intégrale de chemin sur les surfaces 2d. Pour définir cette intégrale de chemin avec interaction exponentielle, nous partons du chaos multiplicatif Gaussien, l'outil fondamental pour définir l'exponentielle des champs Gaussiens de corrélation logarithmique. Dans un premier temps, nous généralisons la construction de la gravité quantique de Liouville sur la sphère de Riemann à une autre géométrie avec bord, celle du disque unité. La nouveauté de ce travail réalisé en collaboration avec R.Rhodes et V.Vargas, est d'analyser avec soin le terme du bord dans l'intégrale de chemin ainsi que l'interaction entre la mesure du bord et la mesure du disque. Nous établissons rigoureusement les formules de la théorie conforme des champs en physique, telles que la covariance conforme, la formule KPZ, l'anomalie de Weyl ainsi que la borne de Seiberg. Une borne de Seiberg relaxée dans le cas de la gravité de Liouville à volume total fixé sur le disque est aussi formulée et étudiée. Dans la seconde moitié de cette thèse, nous comparons cette construction à la Polyakov avec une autre approche de la gravité quantique de Liouville. En collaboration avec deux autres jeunes chercheurs J.Aru et X.Sun, nous fournissons une correspondance entre ces deux approches dans un cas simple et important, celui de la sphère de Riemann avec trois points marqués. En mélangeant les techniques de ces deux approches, nous fournissons une nouvelle procédure d'approximation qui permet de relier ces deux différentes approchesIn this thesis, we study the theory of Liouville Quantum Gravity via probabilist approach, introduced in the seminal paper of Polyakov in 1981, using path integral formalism on 2d surfaces. To define this path integral with exponential interaction, we started from the theory of Gaussian Multiplicative Chaos in order to define exponential of log-correlated Gaussian fields. In the first part, we generalise the construction of Liouville Quantum Gravity on the Riemann sphere to another geometry, the one of the unit disk. The novelty of this work, in collaboration with R.Rhodes and V.Vargas, is to analyse carefully the boundary term in the path integral formalism and its interaction with the bulk measure. We establish rigorously formulae from Conformal Field Theory in Physics, such as conformal covariance, KPZ relation, conformal anomaly and Seiberg bounds. A relaxed Seiberg bound in the unit volume case of Liouville Quantum Gravity on the disk is also announced and studied. In the second part of this thesis, we compare this construction in the spirit of Polyakov to another approach to the Liouville Quantum Gravity. In collaboration with two other young researchers, J.Aru and X.Sun, we give a correspondance between these two approaches in a simple but conceptually important case, namely the one on the Riemann sphere with three marked points. Using technics coming from these two approches, we give a new way of regularisation procedure that eventually allow us to link these two pictures
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Esposito-Farèse, Gilles. "Théorie de Kaluza-Klein et gravitation quantique." Aix-Marseille 2, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX22038.
Анотація:
La theorie pentadimensionnelle de kaluza-klein-jordan-thiry unifie en dimension 4 la gravitation, l'electromagnetisme et un champ scalaire couple non lineairement aux photons. Nous etudions tout d'abord les equations classiques de cette theorie, ainsi que les differentes descriptions possibles des champs materiels. Nous soulignons plusieurs incompatibilites experimentales liees au choix des geodesiques de l'espace de dimension 5 pour decrire le mouvement des particules usuelles. Ces difficultes viennent du fait que seuls les tachyons de cet espace permettent de decrire en dimension 4 des particules chargees de masses faibles (devant la masse de planck). La deuxieme partie de cette theses est consacree a la quantification de la theorie de kaluza-klein-jordan-thiry. Nous calculons les divergences de tous les diagrammes a une boucle et nous rappelons aussi les methodes mathematiques du developpement de la chaleur utilisees pour effectuer ces calculs. Nous montrons que la theorie n'est pas renormalisable, meme sur la couche de masse et nous comparons ce resultat avec le fait que la gravitation pure est finie a une boucle en dimension 5 (si la regularisation dimensionnelle est utilisee). Ce resultat est enfin generalise au cas d'un couplage quelconque du champ scalaire aux photons: le systeme gravitation+electromagnetisme+champ scalaire n'est jamais renormalisable, mais certains diagrammes de feynman ont cependant des divergences qui se compensent sur la couche de masse, notamment lorsque le couplage du champ scalaire aux photons est celui de la theorie de jordan-thiry
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Colosi, Daniele. "Sur certains aspects des approches canoniques et covariantes à la Gravité Quantique." Aix-Marseille 2, 2005. http://www.theses.fr/2005AIX22020.
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De, Lacroix De Lavalette Corinne. "Gravité quantique à deux dimensions couplée à de la matière non-conforme." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066288/document.
Анотація:
Établir une théorie de gravité quantique qui décrit de manière cohérente les propriétés quantiques de la matière et de l'espace-temps est l'un des défis majeurs de la physique théorique. Malgré plusieurs décennies de recherches, de nombreux problèmes conceptuels et techniques doivent encore être résolus. L'étude de modèles simplifiés donne des idées de résolution. La première partie de la thèse traite de la gravité quantique bidimensionnelle. À deux dimensions, la gravité quantique est beaucoup mieux comprise et de nombreux calculs peuvent être faits exactement. Si la gravité quantique bidimensionnelle a été largement étudiée quand elle est couplée à de la matière conforme, le cas de la matière non-conforme était très peu connu jusque récemment. Nous calculons d'abord l'action gravitationnelle pour un champ scalaire massif sur une surface de Riemann avec bords puis pour un fermion de Majorana massif sur une variété compacte. Ce dernier cas correspond à une CFT perturbée par une perturbation conforme et est d'ordinaire étudié grâce à l'ansatz de DDK, mais les résultats sont différents. Finalement, on calcule le spectre de l'action de Mabuchi dans l'approximation du minisuperespace. La seconde partie étudie les propriétés thermales des trous noirs dans le contexte de la correspondance AdS/CFT. On construit un modèle de mécanique quantique fondé sur les principes holographiques pour simuler la dynamique des trous noirs quantiques. Ce modèle permet d'obtenir des résultats numériques exactsFinding a theory of quantum gravity describing in a consistent way the quantum properties of matter and spacetime geometry is one of the greatest challenges of modern theoretical physics. However after several decades of research, many conceptual and technical issues are still to be resolved. Insights on these questions can be given by simplified toy models that allow for exact computations. The first part of the thesis deals with two-dimensional quantum gravity. In two dimensions quantum gravity is much better understood and many computations can be carried out exactly. Whereas two-dimensional quantum gravity coupled to conformal matter has been widely studied and is now well understood, much less was known until recently when matter is non-conformal. First we compute the gravitational action for a massive scalar field on a Riemann surface with boundaries and then for a massive Majorana fermion on a manifold without boundary. The latter case corresponds to a CFT perturbed by a conformal perturbation and is usually tackled through the DDK ansatz, but the results do not seem to match. Finally we give a minisuperspace computation of the spectrum of the Mabuchi action, a functional that appears in the gravitational action for a massive scalar field. In the second part we focus on black hole thermal behaviour which provides a lot of insight of how a theory of quantum gravity should look like. In the context of string theory the AdS/CFT correspondence provides powerful tools for understanding the microscopic origin of black holes thermodynamics. We construct a quantum mechanical toy model based on holographic principles to study the dynamics of quantum black holes
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Pereira, Roberto. "Géométrie des simplexes et modèles de mousses de spin." Thesis, Aix-Marseille 2, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX22024/document.
Анотація:
Dans cette thèse nous présenterons une construction pour l'amplitude quantique associée à un 4-simplex Lorentzian, en modifiant une construction antérieure par Barrett et Crane. Nous utiliserons cette amplitude ensuite pour construire une intégrale de chemin représentant une somme sur des géométries simpliciales pour une triangulation fixe de l'espace-temps. Comme résultat, nous obtenons une description de l'espace quantique au bord de la triangulation donnée par des réseaux de spin, en établissant ainsi une connexion entre l'approche des mousses de spin et la Gravité Quantique à Boucles. Finalement, nous analyserons la limite semiclassique de l'amplitude pour un 4-simplex et obtenons comme résultat que la contribution dominante est donnée par l'exponentielle de l'action Regge pour des données au bord décrivant bien une géométrie LorentzienneIn this thesis we present a construction of the quantum amplitude associated to a Lorentzian 4-simplex, modifying a previous construction by Barrett and Crane. This 4-simplex amplitude is further used to construct a path integral defining a sum over simplicial geometries for a fixed triangulation of space-time. As a result we obtain a boundary state space given by spin-networks, establishing a connection between spin foams and Loop Quantum Gravity. Finally, we perform the semiclassical analysis for a single order is given by the exponential af the Regge action
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D'Ambrosio, Fabio. "Semi-classical holomorphic transition amplitudes in covariant loop quantum gravity." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/190923_DAMBROSIO_92jrqgfl67z519ckyxxo477uxty_TH.pdf.
Анотація:
La gravitation quantique à boucle covariante (CLQG) est une théorie spéculative de la gravitation quantique qui a émergé de plusieurs directions de recherche différentes. Récemment, elle a été appliquée à la transition dite trou noir/trou blanc – un modèle particulier d’effondrement stellaire qui résout le problème de l’information et conduit potentiellement à des effets observables. Cependant, plusieurs obstacles conceptuels et informatiques ont entravé les recherches sur ce scénario physique.Cette thèse aborde certaines de ces questions : une mesure d’intégration pour les états du noyau de la chaleur dans la paramétrisation de géométrie twistée est dérivée, ce qui est nécessaire pour définir des observables physiques, un algorithme de triangulation simplicial pour des variétés de topologie I x Σ est décrit et une nouvelle méthode est développée pour calculer les amplitudes de transition holomorphes en l’absence de points critiques. Cette nouvelle méthode peut être vue comme un développement semi-classique des amplitudes de CLQG autour d’un espace-temps classiqueCovariant Loop Quantum Gravity (CLQG) is a tentative theory of quantum gravity which has emerged from a number of different research directions. Recently, it has been applied to the so-called black hole to white hole transition – a particular model of stellar collapse which resolves the information puzzle and potentially leads to observable effects. However, several conceptual and computational obstacles have impeded progress in the investigation of this physical scenario.This thesis addresses some of these issues: An integration measure for heat kernel states in the twisted geometry parametrization is derived which is necessary to define physical observables, a simplicial triangulation algorithm for manifolds of topology I x Σ is described and a new method is developed for computing holomorphic transition amplitudes in the absence of critical points. This new method can be seen as a semi-classical expansion of CLQG amplitudes around a classical background spacetime
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Kouneiher, Joseph. "Etudes épistémologiques et histoire récente de la gravitation quantique." Paris 7, 1998. http://www.theses.fr/1998PA070119.
Анотація:
Dans la plupart de revues récentes de la gravitation quantique, on reconnaît, malgré la diversité des schémas adoptés depuis 1949, l'absence d'un cadre de travail adapté à cette discipline. Ces schémas exhibent des caractéristiques différentes, mais épistémologiquement ils partagent un trait crucial: l'approche adopte pour résoudre le problème de la quantification de la gravité est exclusivement formelle, perçu par les auteurs comme des problèmes mathématiques purement techniques qui une fois résolus apporteraient une réponse aux nombreux problèmes fondamentaux rencontres en gravitation quantique. Notre but dans ce travail est de reconsidérer les différentes attitudes et le cheminement de la pensée impliquées dans la recherche en gravitation quantique du point de vue épistémologique et historique. Nous montrons que la faiblesse épistémologique de la mode de pensée conventionnelle est illustrée par les divers traitements des anciens schémas adoptés (canonique et covariant). Nous discutons le sens de la gravite, l'idée quantique et la géométrie qui les implante. Nous analysons le programme de la quantification géométrique et clarifions les problèmes inhérents dans les deux approches, canonique et covariante, de la quantification de la gravité. Nous examinons la limite de l'applicabilité de la relativité générale et nous inspectons la question de l'observable, l'unitarité, la causalité et le temps en gravitation quantique. Finalement, nous essayons d'élucider la dualité qui existe entre la relativité générale et la mécanique quantiqueIn the most recent reviews of quantum gravity it is acknowledged that there is as yet no successful and generally accepted framework for this discipline, despite the multitude of schemes for quantizing gravity that have been proposed since 1949. These schemes exhibit a remarkable variety of formally distinctive features, but epistemologically they all share one crucial feature: the problem of quantizing gravity is approached on purely formal grounds, as if it were a problem of mere mathematical technique which, once resolved, would automatically provide the solution to the plethora of foundational problems encountered by quantum general relativity. From a foundational perspective, however, the basic issues are not quite that simple. Our aim in this work is to reconsider the different attitudes and the thought processes involving in the quantum gravity subject from either epistemological and historical point of view. We show that the epistemological weakenesses of the conventional mode of thinking about these issues are well illustrated by the various treatements of the oldest scheme for quantizing gravity. We discuss the meaning of gravity, the quantum idea and the geometry behind. We analyse the geometric quantization program , we clarify the problems inherent in the two approaches of quantum gravity, the canonical and the covariant one. We review the limit of the application of general relativity and we inspect the question of observables, unitarity, causality and time in quantum gravity. Finally, we tried to elucidate the duality between general relativity and quantum mechanics
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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.
Анотація:
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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Ruef, Clément. "Trous noirs en théorie des cordes : vers une compréhension de la gravité quantique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00518227.
Анотація:
Dans cette thèse je présente les travaux effectués lors de mon doctorat à l'Institut de Physique Théorique (IPhT) du CEA de Saclay, sous la direction de Iosif Bena. Ceux-ci ont pour cadre la théorie des cordes, et plus précisément la supergravité à dix et onze dimensions, comme limite de basse énergie de la théorie des cordes. La première partie concerne l'étude des trous noirs et microétats de trous noirs supersymétriques à trois charges. En utilisant une D-brane supersymétrique appelée supertube, nous avons effectué une approche test et montré que cette approche capture dans tous les cas connus les propriétés physiques de la solution complête de supergravité. Nous avons aussi prouvé que le supertube, quand il est placé dans un fond ayant des charges magnétiques, voit son entropie augmentée par rapport à celle qu'il a en espace plat. Les solutions de supergravité sourcées par des supertubes étant régulières et sans horizon, elles peuvent être vues, dans le contexte du “fuzzball proposal”, comme des microétats de trous noirs. Cette entropie augmentée pourrait donc contribuer pour une large part dans le cadre d'un comptage microscopique de l'entropie de trou noir, . Dans la deuxième partie de la thèse, je présente une nouvelle classe de solutions non supersymétriques de supergravité `a onze dimensions, appelées solutions “à branes flottantes”. Les équations donnant ces nouvelles solutions généralisent les équations BPS, et ont, comme ces dernières, l'énorme avantage d'être partiellement du premier ordre et linéaires. Les équations BPS, et donc toutes les solutions supersymétriques, se retrouvent comme une sous-famille des équations à branes flottantes. Certaines de ces nouvelles solutions ont un horizon et sont donc des trous noirs – avec des topologies d'horizon variées – mais certaines sont complètement régulières et sans horizons et correspondraient à des microétats de trous noirs non extrémaux.
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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.
Анотація:
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 préservéesFor 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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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.
Анотація:
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 QRLGWe 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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Marquet, Cyrille. "Chromodynamique quantique à haute énergie, théorie et phénoménologie appliquée aux collisions de hadrons." Paris 6, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00096416.
Анотація:
Nous introduisons un formalisme adéquat pour étudier les collisions hadroniques dans la limite de haute énergie en chromodynamique quantique (QCD), et la transition vers le régime de saturation. Dans ce formalisme, nous redérivons les résultats connus nécessaires pour présenter nos recherches personnelles, et nous calculons différentes sections efficaces dans le contexte de la diffraction dure et de la production de particules. Nous étudions la transition vers le régime de saturation dans le cadre de l'équation BK; en particulier, nous dérivons certaines propriétés de ses solutions. Nous appliquons nos résultats à la diffusion profondément inélastique et nous montrons que, dans le domaine d'énergie du collisionneur HERA, les prédictions de la QCD à haute énergie sont en bon accord avec les données. Nous considérons aussi la production de jets dans les collisions hadroniques et discutons des possibilités de tester la saturation au LHC.
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Dupuis, Maïté. "Modèles de mousses de spin pour la gravité quantique et leur régime semi-classique." Lyon, Ecole normale supérieure, 2010. http://www.theses.fr/2010ENSL0609.
Анотація:
Les mousses de spin fournissent un formalisme d’intégrale de chemin pour la gravité. Ils décrivent la structure quantique de l’espace-temps et l’évolution temporelle des états cinématiques de la gravité quantique à boucles. Cette quantification covariante est basée sur l’écriture de la relativité générale comme une théorie topologique contrainte, où les contraintes introduisent les degrés de libertés locaux. Dans cette thèse, une manière originale d’imposer les contraintes grâce à des oscillateurs harmoniques est proposée. Un modèle de mousse de spin pour la gravité quantique est cohérent s’il peut être relié à l’approche canonique à boucles et possède la bonne limite semi-classique. Nous donnons ici un lien explicite entre les états cinématiques de la gravité quantique à boucles et les états frontières d’une mousse de spin. Nous proposons aussi de nouvelles techniques pour calculer le développement asymptotique semi-classique des amplitudes de transitions de la gravité quantique 3dThe spinfoam framework is a proposal for a regularized path integral for quantum gravity. Spinfoams define quantum space-time structures describing the evolution in time of the spin network states for quantum geometry derived from Loop Quantum Gravity (LQG). The construction is based on the formulation of General Relativity as a topological theory plus the so-called simplicity constraints which introduce local degrees of freedom. In this PhD manuscript, an original way to impose the simplicity constraints in 4d Euclidean gravity using harmonic oscillators is proposed. A consistent spinfoam model for quantum gravity has to be connected to LQG and must have the right semi-classical limit. An explicit map between the spin network states of LQG and the boundary states of spinfoam models is given. New techniques to compute semiclassical asymptotic expressions for the transition amplitudes of 3d quantum gravity and to extract semi-classical information from a spinfoam model are introduced
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Lemaire, Alexis. "Application de l'hypercalculie et de l'informatique quantique gravifique à l'intelligence artificielle générale." Reims, 2010. http://www.theses.fr/2010REIMS020.
Анотація:
Cette thèse permet la mise en oeuvre en théorie et pratique de nouvelles techniques d'intelligence artificielle générale, afin de résoudre les problèmes de téléchargement d'esprit, test d'immortalité et test de Turing. Elle utilise pour cela de très nombreux concepts innovants, scientifiques et originaux. Il s'agit ici bien plus qu'un simple décalage de paradigme, mais d'approches bien plus révolutionnaires. De très nombreux paradigmes classiquement acceptés sont désintégrés avec un succès considérable dans tous les domaines scientifiques: en sciences cognitives, dont les neurosciences, la psychologie, la psychiatrie et la philosophie, mais également concernant les fondations de la physique quantique et les mathématiques, que l'on retrouve à de plus grandes échelles avec la physique statistique et thermodynamique, la chimie, la biologie, la médecine, les neurosciences et sciences cognitives, et l'astrophysique. En particulier, une seconde dimension de temps est démontrée, expérimentalement vérifiée et confirmée par des rétrodictions et prédictions spectaculaires, en parfaite cohérence avec la théorie et les mathématiques, dans tous les domaines scientifiques. Une unification de la relativité et de la physique quantique est proposée et utilisée dans tous les domaines scientifiques avec des applications en intelligence artificielle. Une thermodynamique de l'intelligence artificielle semblable à la thermodynamique des trous noirs est révélée. Ceci, associé à l'intelligence artificielle inversée, la preuve que le calcul mental est d'une utilité sous-estimée considérable, permet le téléchargement d'esprit réciproque vers la singularité technologique
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Michel, Florent. "Effets non-linéaires et effets quantiques en gravité analogue." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS164/document.
Анотація:
Cette thèse concerne l'étude des propriétés de champs scalaires classiques et quantiques en présence d'un environnement inhomogène et/ou dépendant du temps. Nous nous concentrerons sur des modèles pouvant être décrits, fondamentalement ou de manière effective, par un espace-temps courbe contenant un horizon des événements. Nous verrons en particulier comment une correspondance mathématique, provenant d'une symétrie de Lorentz effective à basse énergie, permet de relier les comportements des ondes dans un cadre non relativiste à la physique des trous noirs, quelles en sont les limites et dans quelle mesure les résultats ainsi obtenus sont og analogues fg à leurs pendants gravitationnels. Après un premier chapitre d'introduction rappelant quelques bases de relativité générale puis une dérivation de la radiation de Hawking et de la correspondance avec des systèmes non relativistes, je présenterai le détail de quatre travaux effectués durant ma thèse. Les autres articles écrits dans ce cadre sont résumés dans le dernier chapitre, précédant une conclusion générale. Mes collaborateurs et moi nous sommes concentrés sur trois aspects du comportement des champs près de l'analogue d'un horizon des événements dans des modèles avec une symétrie de Lorentz effective à basse énergie. Le premier concerne les effets non linéaires, cruciaux pour comprendre l'évolution de la radiation de Hawking ainsi que pour les réalisations expérimentales mais auparavant peu étudiés. Nous montrerons comment ceux-ci déterminent les possibles comportements aux temps longs pour des systèmes stables ou instables. Le second aspect a trait aux effets linéaires et quantiques, en particulier la radiation de Hawking elle-même, son devenir lorsque l'horizon est continûment effacé, ainsi que les diverses instabilités à même de survenir dans différents modèles. Enfin, nous avons participé à l'élaboration, à l'analyse et à l'étude d’expériences dites de og gravité analogue fg dans des condensats de Bose-Einstein et des systèmes hydrodynamiques ou acoustiques, dont je rapporte les principaux résultatsThe present thesis deals with some properties of classical and quantum scalar fields in an inhomogeneous and/or time-dependent background, focusing on models where the latter can be described as a curved space-time with an event horizon. While naturally formulated in a gravitational context, such models extend to many physical systems with an effective Lorentz invariance at low energy. We shall see how this effective symmetry allows one to relate the behavior of perturbations in these systems to black-hole physics, what are its limitations, and in which sense results thus obtained are “analogous” to their general relativistic counterparts. The first chapter serves as a general introduction. A few notions from Einstein's theory of gravity are introduced and a derivation of Hawking radiation is sketched. The correspondence with low-energy systems is then explained through three important examples. The next four chapters each details one of the works completed during this thesis, updated and slightly reorganized to account for new developments which occurred after their publication. The other articles I contributed to are summarized in the last chapter, before the general conclusion. My collaborators and I focused on three aspects of the behavior of fields close to the (analogue) event horizon in models with an effective low-energy Lorentz symmetry. The first one concerns nonlinear effects, which had been given little attention in view of their crucial importance for understanding the evolution in time of Hawking radiation as well as for experimental realizations. We showed in particular how they determine the late-time behavior in stable and unstable configurations. The second aspect concerns linear and quantum effects. We studied the Hawking radiation itself in several models and what replaces it when continuously erasing the horizon. We also characterized and classified the different types of linear instabilities which can occur. Finally, we contributed to the design and analysis of “analogue gravity” experiments in Bose-Einstein condensates, hydrodynamic flows, and acoustic setups, of which I report the main results
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Geiller, Marc. "Gravité quantique à boucles, modèles de mousses de spins, et certains aspects de leur relation." Paris 7, 2012. http://www.theses.fr/2012PA077253.
Анотація:
Dans cette thèse, nous étudions certains aspects de la relation entre la gravité quantique à boucles dans l'approche canonique et les modèles de mousses de spin. Ces modèles furent introduits afin de tenter de décrire la dynamique covariante de la gravité quantique à boucles. Leur construction et leur définition comporte cependant quelques ambiguïtés qui font que la correspondance n'est pour l'instant que formelle. Afin de comprendre ces difficultés, nous commençons par introduire la structure cinématique de base de la gravité à boucles dans l'approche canonique. Après avoir présenté l'espace de Hilbert des réseaux de spins, nous en proposons une nouvelle interprétation en terme de géométries continues. Ceci permet de comprendre plus précisément la différence entre les géométries de Regge et celles qui sous-tendent les formulations canoniques et covariantes de la gravité à boucles. Dans un second temps, nous présentons les résultats de l'analyse canonique de l'action de Holst hors de la jauge temporelle. Ceci revient à travailler avec un formalisme ex- plicitement invariant de Lorentz, et permet de discuter les ambiguïtés liées au choix de la connexion de jauge à la base de la quantification. Nous montrons que la théorie canon- ique basée sur l'extension invariante de Lorentz de la connexion d'Ashtekar- Barbero est équivalente à l'approche usuelle basée sur le groupe SU(2). Après avoir introduit les principaux modèles de mousses de spins, nous discutons dans ce contexte covariant l'influence du choix de connexion sur la forme des contraintes. Nous tentons de clarifier la discussion portant sur l'imposition des contraintes de simplicité, et proposons un modèle de gravité en trois dimensions afin d'illustrer l'importance du rôle des contraintes secondaires de seconde classe de la théorie de PlebanskiIn this PhD thesis, we study some aspects of the relationship between canonical loop quantum gravity and spin foam models. These models have been introduced as candidates for the covariant dynamics of the canonical theory, but their construction still suffers from ambiguities that render this correspondence only formal. To illustrate this, we first review the kinematical structure of loop quantum gravity. The SU(2) spin network states are given a new interpretation in terms of continuous geometries, which enables us to resolve an apparent tension between the geometrical interpretations underlying canonical loop quantum gravity and spin foams. After this interlude on the geometry of spin network states, we analyze the kinematical structure of the canonical theory outside of the time gauge, and discuss the choices of connection that are possible. We show in particular that the Lorentz-covariant extension of the usual Ashtekar- Barbero connection leads to a quantum theory that is equivalent to usual SU(2) loop quantum gravity, but that there exists an inequivalent quantization based on the so-called shifted connection. At the level of spin foam models, we present the influence of this choice of connection on the form of the constraints. We argue that the explicit imposition of the secondary second class constraints of the Plebanski theory is an essentiel ingredient in order to obtain the right quantum dynamics, and that the existing models are most likely not implementing this properly. A new three-dimensional model is introduced as a way to
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Fairbairn, Winston J. "Inclusion de sources en théories de jauge quantiques invariantes sous difféomorphismes." Aix-Marseille 2, 2006. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2006AIX22077.pdf.
Анотація:
Nous étudions l’inclusion de sources dans le traitement quantique de certaines théories de jauge invariantes sous difféomorphismes. Plus précisément, nous nous intéressons la quantification de la relativité générale, formulée en tant que théorie dynamique de connexions, et à la quantification de certaines théories topologiques de type BF. Dans une première partie, où nous développons le programme de quantification canonique menant à la formulation en lacets de la gravité quantique, nous introduisons et résolvons le problème de séparabilité de l’espace de Hilbert cinématique et étudions la quantification du couplage de sources de types cordistes à la théorie BF. Dans une seconde partie, dédiée à la quantification par intégrales fonctionnelles, nous présentons les modèles covariants dits de mousses de spin les plus prometteurs, construisons un modèle de champs fermioniques couplés à la gravité quantique tridimensionnelle et étudions enfin l’effet de l’inclusion d’une constante cosmologique dans le modèle de mousse de spin de Barrett-Crane LorentzienWe study the inclusion of matter sources in the quantum regime of certain background independent gauge theories. More precisely, we study the quantisation of general relativity casted as a dynamical theory of connections, and the quantisation of some topological theories of BF type. In the first part, where we develop the canonical quantisation program leading to loop quantum gravity, we present a solution to the separability problem of the kinematical Hilbert space and study the quantisation of the coupling of string-like sources to BF theory. In the second part, dedicated to the path integral quantisation, we present the most promising covariant or spinfoam models, construct a model of three dimensional quantum gravity coupled to fermionic fields and finally study the effects of the inclusion of a cosmological constant in the Lorentzian Barrett-Crane spinfoam model
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Martin, Dussaud Pierre. "Black-to-white hole scenario : foundation and evaporation." Thesis, Aix-Marseille, 2020. http://www.theses.fr/2020AIXM0132.
Анотація:
La physique du début du XXe siècle a connu deux grandes révolutions conceptuelles qui ont bouleversé notre façon de voir le monde. La relativité générale, d’une part, décrit l’espace-temps à grande échelle ; la mécanique quantique, d’autre part, traite du comportement microscopique de la matière. Depuis lors, les physiciens sont en quête d’une théorie de la gravité quantique, qui réunirait les deux langages. Il est attendu qu’une telle théorie modifie profondément notre compréhension des trous noirs, ces astres d’une densité extrême, longtemps restés dans l’ombre des calculs, et désormais observés en nombre dans le ciel. La théorie quantique a déjà montré, en première approximation, qu’un trou noir s’évapore lentement. La gravité quantique prédit par ailleurs qu’un tel astre pourrait se métamorphoser en trou blanc, son symétrique temporel. Dans cette thèse, nous étudions les fondements d’un tel scénario et proposons un modèle mathématique qui inclue le phénomène d’évaporationThe physics of the beginning of the 20th century experienced two major conceptual revolutions that changed the way we see the world. General relativity, on the one hand, describes space-time on a large scale; quantum mechanics, on the other hand, deals with the microscopic behaviour of matter. Since then, physicists have been looking for a theory of quantum gravity, which would bring the two languages together. It is expected that such a theory profoundly changes our understanding of black holes, these extremely dense astrophysical objects, long remained in the shade of calculations, and now observed in droves in the sky. Quantum theory has already shown, as a first approximation, that a black hole slowly evaporates. Quantum gravity also predicts that such an object could metamorphose into a white hole, its time-reverse. In this thesis, we study the foundations of such a scenario and propose a mathematical model that includes the phenomenon of evaporation
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Poulain, Timothé. "On the quantum structure of spacetime and its relation to the quantum theory of fields : k-Poincaré invariant field theories and other examples." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS331/document.
Анотація:
De nombreuses approches à la gravité quantique suggèrent que la description usuelle de l’espace-temps ne serait pas adaptée à la description des phénomènes physiques impliquant à la fois des processus gravitationnels et quantiques. Une meilleure description pourrait consister à munir l’espace-temps d’une structure non-commutative en remplaçant les coordonnées locales sur la variété par des opérateurs ne commutant pas deux-à-deux. Il s’ensuit que le comportement des théories de champs construites sur de tels espaces diffère en général de celui des théories de champs ordinaires. L’étude de ces possibles nouvelles propriétés est l’objet de la théorie non-commutative des champs (TNCC) dont nous étudions certains des aspects.Dans le présent mémoire, nous considérons deux familles d’espaces quantiques dont l’algèbres de coordonnées admet une structure d’algèbre de Lie. La première famille est caractérisée par l’algèbre su(2) et apparait dans le cadre de modèle de gravité quantique en 3 dimensions, ainsi que dans certains modèles de « brane » et de « group field theory ». La seconde famille d’espaces quantiques est connue sous le nom de kappa-Minkowski. L’intérêt de cet espace réside dans le fait qu’il est défini comme l’espace homogène associé à l’algèbre de Hopf de kappa-Poincaré. Cette dernière définit une déformation, à l’échelle de Planck, de l’algèbre de Poincaré et s’avère être étroitement liée à certains modèles de gravité quantique.Afin d’étudier les TNCC, il est commode de représenter l’espace quantique comme une algèbre non-commutative de fonctions munie d’un produit déformé appelé « star-product ». Une façon canonique de construire un tel produit consiste à se servir d’outils d’analyse harmonique et à adapter le schéma de quantification de Weyl (originellement introduit dans le cadre de la mécanique quantique) à l’algèbre considérée. Les expressions de star-product associé aux espaces susmentionnés sont dérivées de manière explicite. Nous montrons en particulier que des familles de star-product inéquivalents peuvent être classifiées par des considérations cohomologiques. Nous étudions enfin les propriétés quantiques de différents modèles de TNCC scalaire quartique construits à l’aide de ces star-product. Dans le cas où l’espace quantique est caractérisé par l’algèbre su(2), nous trouvons que la fonction 2-point est fini à l’ordre une boucle, le paramètre de déformation jouant le rôle d’une coupure ultraviolette et infrarouge. Dans le cas de kappa-Minkowski, nous insistons sur l’invariance sous kappa-Poincaré de l’action fonctionnelle et montrons que certains modèles de TNCC scalaire quartique divergent moins que dans le cas commutatif. Par ailleurs, la fonction 4-point est trouvée finie à l’ordre une boucle. Nos résultats, ainsi que leurs conséquences, sont finalement discutésAs many theoretical studies point out, the classical description of spacetime, as a continuum, might be no longer adequate to reconcile gravity with quantum mechanics at very high energy (the relevant energy scale being often regarded as the Planck scale). Instead, a more appropriate description could be provided by the data of a noncommutative algebra of coordinate operators replacing the usual commutative local coordinates on smooth manifold. Once the noncommutative nature of spacetime is assumed, it is to expect that the (classical and quantum) properties of field theories on noncommutative background differ from the ones of field theories on classical background. This is the aim of Non-Commutative Field Theory (NCFT) to explore and study these new properties.In the present dissertation, we consider two families of quantum spacetimes of Lie algebra type noncommutativity. The first family is characterised by su(2) noncommutativity and appears in the description of some models of quantum gravity in 3-dimensions. The other family of quantum spacetimes is known in the physics literature as the 4-d kappa-Minkowski space. The importance of this quantum spacetime lies into the fact that its symmetries are provided by the (quantum) kappa-Poincaré algebra (a deformation of the classical Poincaré algebra) together with the fact that the deformation parameter 'kappa', which is of mass dimension, provides a natural energy scale at which the quantum gravity effects may be relevant (and is often regarded as being related to the Planck scale). For these reasons, the kappa-Minkowski space appears as a good candidate for a spacetime to be involved in the description of Doubly Special Relativity and Relative Locality models.To study NCFT it is often convenient to introduce a star product characterising the (noncommutative) C*-algebra of fields modelling the quantum spacetime under consideration. We emphasise that a canonical star product can be obtained by using the group algebraic structures underlying the construction of such Lie algebra type quantum spaces, namely by making use of harmonic analysis on the corresponding Lie group together with the Weyl quantisation scheme. The explicit derivation of such star product for kappa-Minkowski is given. In addition, we show that su(2) Lie algebras of coordinate operators related to quantum spaces with su(2) noncommutativity can be conveniently represented by SO(3)-equivariant poly-differential involutive representations and show that the quantized plane waves obtained from the quantization map action on the usual exponential functions are determined by polar decomposition of operators combined with constraint stemming from the Wigner theorem for SU(2). We finally indicate a convenient way to extend this construction to other semi-simple but non simply connected Lie groups by making use of results from group cohomology with value in an abelian group that would replace the constraints stemming from the simple Wigner theorem.Then, we investigate the quantum properties of various models of interacting scalar field theory on noncommutative background making use of the aforementioned star product formalism to construct physically reasonable expressions for the action functional. Considering quantum spacetime with su(2) noncommutativity, we find that the one-loop 2-point function for complex scalar field theories with quartic interactions is finite, the deformation parameter playing the role of a natural UV cut-off. Special attention is paid to the derivation of the one-loop corrections to both the 2-point and 4-point functions for various models of kappa-Poincaré invariant scalar field theory with quartic interactions. In that case, we show that for some models the 2-point function divergences linearly thus slightly milder than their commutative counterpart, while the one-loop 4-point function is shown to be finite. The results we obtained together with their consequences are finally discussed
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Delepouve, Thibault. "Quartic Tensor Models." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS085/document.
Анотація:
Les modèles de tenseurs sont des mesures de probabilité sur des espaces de tenseurs aléatoires. Ils généralisent les modèles de matrices et furent développés pour l’étude de la géométrie aléatoire en dimension arbitraire. De plus, ils sont fortement liés aux théories de gravité quantique car, en plus des modèles standards très simples, ils incluent les théories de champs sur groupes, qui constituent l’approche « intégrale fonctionnelle » de la gravité quantique à boucle. Dans cette thèse, nous étudions le cas restreint des modèles tensoriels quartiques, pour lesquels un plus grand nombre de résultats mathématiques rigoureux ont pu être démontrés. Grâce à la transformation de champ intermédiaire, les modèles quartiques peuvent être ré-écrits sous forme de modèles de matrices multiples, et leurs développements perturbatifs peuvent être indexés par des cartes combinatoires. En utilisant divers développement en cartes, nous démontrons d’importants résultats d’analycité ainsi que des bornes pour les cumulants du modèle tensoriel standard le plus général et de rang arbitraire, ainsi que du plus simple modèle renormalisable de rang 3. Ensuite, nous introduisons une nouvelle famille de modèles, les modèles améliorés, dont le développement perturbatif se comporte de manière nouvelle, différente du comportement « melonique » qui caractérise les modèles tensoriels précédemment étudiésTensor models are probability measures for random tensors. They generalise matrix models and were developed to study random geometry in arbitrary dimension. Moreover, they are strongly connected to quantum gravity theories as, additionally to the standard bare-bones models, they encompass the field theoretical approach to loop quantum gravity known as group field theory.In the present thesis, we focus on the restricted case of quartic tensor models, for which a far greater number of rigorous mathematical results have been proven. Quartic models can be re-written as multi-matrix models using the intermediate field representation, and their perturbative expansions can be written as series expansions over combinatorial maps. Using a variety of map expansions, we prove analyticity results and useful bounds for the cumulants of various tensor models : the most general standard quartic model at any rank and the simplest renormalisable tensor field theory at rank 3. Then, we introduce a new class of models, the enhanced models, which perturbative expansions display new behaviour, different to the so called melonic behaviour that characterise most known tensor models so far
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Liu, Hongguang. "Aspects of quantum gravity." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0209.
Анотація:
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 donnéeThis 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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Ben, Achour Jibril. "Towards self dual Loop Quantum Gravity." Sorbonne Paris Cité, 2015. https://theses.hal.science/tel-01396791.
Анотація:
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 1986In 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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Livine, Etera R. "Boucles et mousses de spin en gravité quantique : une approche covariante à la quantification non-perturbative de la relativité générale." Aix-Marseille 2, 2003. http://www.theses.fr/2003AIX22022.
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Sarno, Giorgio. "A numerical approach to spin foam models of quantum gravity." Thesis, Aix-Marseille, 2020. http://www.theses.fr/2020AIXM0231.
Анотація:
Les modèles de mousse de spin proposent une définition covariante de Lorentz de la dynamique de la gravité quantique en boucle.C'est une approche non-perturbative qui a déjà obtenu un résultat important, reproduire la Relativité Générale discrétisée dans une limite semi-classique. Cependant, la complexité analytique des modèles est telle que des questions clés concernant leur cohérence théorique et leurs prédictions physiques restent ouvertes. Dans cette thèse, j'introduis un cadre systématique pour effectuer des calculs numériques dans ce domaine. La thèse contient une introduction aux théories de mousse de spin d’un point de vue théorique et numérique, en particulier au modèle EPRL. Je présente ensuite quatre des six articles que j'ai publiés au cours de mon doctorat, où le cadre numérique a été utilisé pour étudier des problèmes critiques ouverts dans le domaine. Il s'agit notamment de l'étude numérique du modèle semi-classique limite d'un 4-simplexe, en récupérant son action de Regge et en confirmant des calculs analytiques connus ; une étude des mousses de spin non-simplexes pour offrir un aperçu de la limite du continuum de la théorie ; une nouvelle approche pour étudier les triangulations étendues et leur limite semi-classique. Appliquée à une amplitude de transition particulière, la nouvelle approche m'a permis de retrouver des configurations géométriques compatibles avec des paramètres de bord courbes, et d'argumenter contre un litige important dans la littérature appelé flatness-problem. Ces résultats ouvrent une fenêtre pour les calculs dans les théories de mousse de spin et ils fournissent une nouvelle voie pour aborder leur questions encore non résoluesSpin foam models provide a Lorentz-covariant definition of the dynamics of loop quantum gravity. They offer a background-independent and non-perturbative quantization of gravity, and in their semiclassical limit, they are related to discretized General Relativity. However, the analytic complexity of the models is such that key questions concerning their theoretical consistency and physical predictions are still open. In this thesis, I introduce a systematic framework to perform numerical computations in this domain, to go beyond the limitations of the analytical techniques. The thesis contains an introduction to spin foam theories from a theoretical and a numerical standpoint, in particular to the EPRL model. I then present four of the six papers I published during my Ph.D., where the numerical framework was used to study critical open problems in the field. These include the numerical study of the semiclassical limit of a 4-simplex, recovering its Regge action and confirming known analytical computations ; a study of non-simplicial spin foams to offer an insight into the continuum limit of the theory ; a new approach to investigate extended triangulations and their semiclassical limit. Applied to a particular transition amplitude, the new approach allowed me to recover geometrical configurations compatible with curved boundary data, and to argue against an important dispute in the literature referred to as flatness problem. These results open a window for calculations in spin foam theories and they provide a new path to address their still unresolved questions
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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.
Анотація:
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 supplementairesAt 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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Bourgine, Jean-Emile. "Modèles de matrices et problèmes de bord dans la gravité de Liouville." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00541162.
Анотація:
L'objet de cette thèse est l'étude de divers problèmes de bord de la gravité bidimensionnelle en utilisant à la fois les méthodes de la gravité de Liouville et les modèles de matrices aléatoires. Elle s'articule autour de deux grands thèmes : le modèle $O(n)$ matriciel et la théorie des cordes en deux dimensions. La première partie expose la méthode développée pour analyser les conditions de bord des modèles statistiques sur réseaux. Celle-ci consiste à utiliser la formulation matricielle du modèle sur réseau aléatoire afin de dériver des équations de boucle dont on prend la limite continue. L'accent est mis sur l'étude des conditions de bords anisotropes récemment introduites pour le modèle $O(n)$. Cette méthode a permis d'obtenir le diagramme de phase associé aux conditions de bord, ainsi que la dimension des opérateurs de bord et le comportement sous les \english{flows} du groupe de renormalisation. Ces résultats peuvent être étendus à d'autres modèles statistiques tels que les modèles ADE. En seconde partie, on s'intéresse à une gravité de Liouville Lorentzienne couplée à un boson libre. Ce modèle peut se réinterpréter comme une théorie des cordes dans un espace cible à deux dimensions dont la version discrète est donnée par une mécanique quantique matricielle (MQM). L'amplitude de diffusion de deux cordes longues à l'ordre dominant est obtenue en utilisant le formalisme chiral de la MQM, le résultat trouvé est en accord avec les calculs effectués dans la théorie continue. En outre, une conjecture a été émise concernant l'amplitude d'un nombre quelconque de cordes longues.
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Couturier, Camille. "Invariance de Lorentz et Gravité Quantique : contraintes avec des sources extragalactiques variables observées par H.E.S.S. et Fermi-LAT." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066555/document.
Анотація:
Des modèles de Gravité Quantique (QG) prédisent une violation de l'invariance de Lorentz (LIV), se manifestant par une dispersion de la lumière dans le vide. Si un tel effet existe, des photons d'énergies différentes émis en même temps par une source distante sont détectés sur Terre à des moments différents. Les émissions transitoires à (très) hautes énergies provenant de sources astrophysiques lointaines, comme les sursauts gamma (GRBs) et les blazars sont utilisées pour contraindre cet effet LIV. Cet ouvrage présente les études menées avec deux télescopes gamma majeurs : H.E.S.S. -- pour lequel une étude de la qualité des données étalonnées a été réalisée -- et Fermi-LAT. Les énergies et les temps d'arrivée de photons individuels ont été utilisés pour contraindre le paramètre de dispersion dans le vide ainsi que l'échelle d'énergie E_QG à laquelle des effets LIV peuvent apparaitre. La méthode de maximum de vraisemblance est décrite, avec une étude détaillée des systématiques. Une modification dans le cas de fond non négligeable est appliquée aux données de l'éruption d'un blazar observé par H.E.S.S. : les limites obtenues sur E_QG sont moins contraignantes que les meilleures limites précédentes, mais elles se trouvent à un redshift non couvert à ce jour. Quatre GRBs observés par Fermi-LAT ont aussi été analysés, en déterminant la courbe de lumière de deux manières : ajustements gaussiens et estimation par densité de noyaux. Les meilleures limites sur E_QG pour le cas linéaire/subluminal sont obtenus avec GRB090510 : E_QG,1 > 7,6 E_Planck. Des limites plus robustes, tenant compte des effets intrinsèques à la source, ont également été produitesSome Quantum Gravity (QG) theories allow for a violation of Lorentz invariance (LIV), manifesting as a dependence on the velocity of light in vacuum on its energy. If such a dependence exists, then photons of different energies emitted together by a distant source will arrive at the Earth at different times. (Very) high energy transient emissions from distant astrophysical sources such as Gamma-ray Bursts (GRBs) and blazars can be used to search for and constrain LIV. This work presents the studies obtained with two leading Gamma-ray telescopes: H.E.S.S. -- for which a study of the quality of the calibrated data was performed -- and Fermi-LAT. The energies and arrival times of individual photons were used to constrain the vacuum dispersion parameter and the energy scale EQG at which QG effects causing LIV may arise. The maximum likelihood method is described, with detailed studies of the systematics. A modification for a non-negligible background is provided and applied to the data of an AGN flare observed by H.E.S.S.: the obtained limits on the QG energy scale are less constraining than the previous best limits obtained with blazars; yet, the new limits lie a redshift range not covered this far. Four bright and quasi background-free GRBs observed by the Fermi-LAT were also analysed, with two different template light curve determinations -- Gaussian fits and Kernel Density Estimates. The best limits on the E_QG scale for the linear/subluminal case are from the shortest burst, GRB090510: E_QG,1 > 7.6 E_Planck. More robust limits, considering the intrinsic effects possibly occurring at the source, were also derived
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Ari, Wahyoedi Seramika. "La géométrie statistique : une étude sur les cases classique et quantique." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4033.
Анотація:
Une théorie fixé de la gravitation est loin d' être complète. La théorie plus prometteuse parmi ces théories de la gravité dans ce siècle est la relativité générale (RG), qui est toujours rencontre des obstacles par plusieurs problèmes. Les problèmes que nous soulignons dans cette thèse sont les aspects thermodynamiques et la quantification de la gravitation. Les tentatives proposées pour comprendre d'aspect thermodynamique de RG ont déjà été étudiés par la thermodynamique des trous noirs, alors que la théorie de la gravité quantique a déjà eu plusieurs des candidats, l'un d' entre eux était la gravité quantique à boucles (LQG), celui qui est la théorie base de notre travail. La théorie correcte de la gravité quantique devrait offrir une limite classique qui est correcte et consistent , ce qui évidemment , la relativité généraleA fixed theory of gravity is far from being complete. The most promising theory of gravity in this century is general relativity (GR), which is still plagued by several problems. The problems we highlight in this thesis are the thermodynamical aspects and the quantization of gravity. Attempts to understand the termodynamical aspect of GR have already been studied through the thermodynamics of black holes, while the theory of quantum gravity has already had several candidates, one of them being the canonical loop quantum gravity (LQG), which is the base theory in our work
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Frodden, Ernesto. "Sur les propriétés thermodynamiques et quantiques des trous noirs." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4059.
Анотація:
Les trous noirs sont étudiés d'un point de vue théorique. Les propriétés thermodynamiques et quantiques des trous noirs sont abordées à travers des nouvelles perspectives. On explore différents problèmes logiquement reliés: depuis les lois de la mécanique des trous noirs, en passant par la function partition Euclidienne des trous noirs, jusqu'aux modèles microscopiques quantiques et granulaires.L'approche repose sur deux principes: la thermodynamique importante pour les trous noirs se situe près de l'horizon et la géométrie quantique de l'espace-temps est granuleuse.On examine la première loi de la mécanique des trous noirs avec une perspective quasilocal basée sur des observateurs près de l'horizon. Il s'avère que la première loi peut être simplement reformulée comme la variation de l'aire de l'horizon. Ensuite, on examine la fonction de partition Euclidienne à partir de la nouvelle perspective quasilocal, et on reproduit l'entropie de Bekenstein-Hawking ainsi que l'energie quasilocal nouvellement introduite.L'approche quasilocal peut être abordée par un point de vue basé sur les Horizons Isolés. Dans ce cadre, on explore la quantification de l'Horizon Isolé rotatoire, en analysant la structure symplectique, et en utilisant l'espace de Hilbert de la Gravitation Quantique à Boucles.Finalement, on étudie les conséquences macroscopiques du modèle granulaire quantique basé sur la Gravitation Quantique à Boucles. L'accent est mis sur le modèle de trou noir en rotation, les résultats ne sont pas concluants du fait que plusieurs hypothèses doivent être posées. Cependant, la perspective est prometteuse. Certains des résultats, comme l'entropie, peuvent être reproduitsBlack holes are studied from a theoretical point of view. The thermodynamics and quantum properties are addressed from a new perspective. A range of logically connected problems are explored: Starting from the laws of black hole mechanics, going through the Euclidean partition function, to the microscopic quantum granular models.The approach is supported by two guiding principles: What is physically relevant for black hole thermodynamics lays close to the horizon and the quantum geometry of the spacetime is coarse-grained.The first law of black hole mechanics is reviewed from the new quasilocal perspective based on near horizon observers. It turns out that the first law can be reformulated as variations of the area of the horizon. On the same grounds, the semiclassical Euclidean partition function is reviewed from the new quasilocal perspective. The framework reproduces the classic Bekenstein-Hawking entropy and the newly introduced quasilocal energy.The quasilocal approach can also be addressed by using Isolated Horizons. The quantization procedures are explored for the rotating Isolated Horizon starting from a symplectic structure analysis, and using the Loop Quantum Gravity Hilbert space. Finally, through a statistical analysis, the macroscopic consequences of the quantum granular model based on the Loop Quantum Gravity approach are studied. Special emphasis is put on the rotating quantum black hole model, however the results are not conclusive as several assumptions should be made on the way. Nevertheless, the perspective is promising as some of the semiclassical results, for instance the entropy, can be reproduced
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Crépin, Pierre-Philippe. "Réflexion quantique d’un paquet d’onde d’antihydrogène refroidi." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS054.
Анотація:
Le cadre de cette thèse est celui de la collaboration GBAR, au CERN, qui a pour objectif de mesurer l’accélération de pesanteur de l’antimatière. Dans cette thèse, nous étudions la réflexion quantique de l’antihydrogène sur le détecteur, provoquée par l’interaction Casimir-Polder que nous calculons pour différents matériaux. Nous trouvons une réflexion quantique particulièrement élevée pour un atome d’antihydrogène sur une surface d’hélium liquide. Nous présentons ensuite une description complète des états quantiques gravitationnels, mêlant la gravité et l’interaction de Casimir-Polder. Nous revisitons pour cela la théorie des collisions dans le cas du potentiel de Casimir-Polder à travers une nouvelle "effective range theory", obtenue après transformée de Liouville. La connaissance des états quantiques gravitationnels nous amène à proposer une nouvelle méthode de mesure de l’accélération de pesanteur, en créant des interférences quantiques entre ces états. Une analyse statistique de la figure d’interférence ainsi obtenue est réalisée, conduisant à une amélioration de la précision jusqu’à trois ordres de grandeurs par rapport à l’expérience initiale de chute libre classique. Enfin, nous étudions en détail l’influence du désordre au niveau de la plaque de détection, celle-ci n’étant en réalité pas une surface parfaite. Nous calculons l’effet de ce désordre sur les fluctuations du potentiel de Casimir-Polder lui-même, et observons un comportement en loi différent pour les modèles de conductivité que sont le modèle plasma et le modèle de DrudeThe framework of this thesis is the GBAR collaboration at CERN, which aims to measure the free fall acceleration of antimatter . In this thesis, we study the quantum reflection of the antihydrogen on the detector, caused by the Casimir-Polder interaction that we calculate for different materials. We find a particularly high quantum reflection for an antihydrogen atom on a surface of liquid helium. We then present a complete description of the gravitational quantum states, mixing gravity and Casimir-Polder interaction. For this purpose, we revisit the theory of collisions in the case of the Casimir-Polder potential through a new "effective range theory", obtained after a Liouville transform. The knowledge of gravitational quantum states leads us to propose a new method of measuring free fall acceleration, by creating quantum interferences between these states. A statistical analysis of the interference pattern thus obtained is carried out, leading to an improvement in the accuracy until three orders of magnitude compared to the initial free-fall experiment. Finally, we study in detail the influence of the disorder at the level of the plate of detection, the latter being in fact not a perfect surface. We calculate the effect of this disorder on the fluctuations of the Casimir-Polder potential itself, and observe a different behavior in law for the conductivity models such as the plasma model and the Drude model
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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.
Анотація:
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 répanduAfter 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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Bautista, Solans Maria Teresa. "Weyl anomalies and quantum cosmology." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066329/document.
Анотація:
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 primordialeIn 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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Ponsot, Bénédicte. "Théorie de Liouville et un groupe quantique non compact." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20045.
Анотація:
La theorie de liouville dont l'etude est liee a celle de la theorie des cordes, fait partie des theories conformes bidimensionnelles, intensivement etudiees depuis 1984 ; cette theorie presente cependant des difficultes specifiques du fait qu'elle contient une famille infinie d'operateurs primaires, ce contrairement aux modeles minimaux. Comme dans toute theorie conforme, il est necessaire de verifier le programme de bootstrap, i. E. Verifier la localite de la theorie. Nous presenterons cette resolution en calculant des coefficients de clebsch-gordan pour une serie continue de representation de groupe quantique, et en montrant que la matrice de fusion s'identifie au symbole 6j associe, ce a une normalisation pres. Nous montrerons que la verification du bootstrap revient a la preuve d'une relation d'orthogonalite pour les 6j. Nous considerons ensuite le cas ou la theorie est definie sur une surface avec frontiere, et nous calculerons la fonction a trois points d'operateurs vivant sur la frontiere en terme de cette meme matrice de fusion.
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Harada, Masaki (1967 ). "La physique au carrefour de l'intuitif et du symbolique : une étude épistémologique des concepts quantiques à la lumière de la phénoménologie herméneutique." Paris 7, 2005. http://www.theses.fr/2005PA070004.
Анотація:
P. Ricœur établit une relation entre l'épistémologie et la phénoménologie herméneutique, en considérant l'épistémologie comme une médiation entre la phénoménologie et l'herméneutique. Notre travail montre que même si la philosophie de Ricœur ne traite pas de l'épistémologie des sciences de la nature, celle-ci peut être approfondie par une phénoménologie herméneutique. Nous analysons la théorie quantique pour bien montrer un mouvement en spirale dans la construction de cette théorie physique, lequel peut être compris comme une circularité herméneutique. La théorie quantique est souvent considérée comme symbolique plutôt qu'intuitive. Mais nous considérons que l'intuitif est reconstruit à travers le symbolique. Les concepts quantiques sont placés au carrefour de l'intuitif et du symbolique. Nous analysons la relation entre les géométries et les algèbres, la relation entre le concept de particule et le concept d'onde, et la reconstruction du concept de localité dans la théorie quantique. Pour cette analyse, une épistémologie ouverte à la phénoménologie herméneutique est utiliséeP. Ricœur establishes a relationship between epistemology and hermeneutical phenomenology, in considering epistemology as mediation between phenomenology and hermeneutics. This dissertation demonstrates that even if Ricœur's philosophy does not refer to the epistemology of natural sciences, the latter can be deepened by hermeneutical phenomenology. Quantum theory is analysed in order to reveal a spiral movement in the construction of this physical theory, which can be considered as a hermeneutical circle. Quantum theory is often considered as symbolic rather than intuitive. However, we regard the intuitive as reconstructed through the symbolic. Quantum theory concepts are located at the conjuncture of the intuitive and the symbolic. To demonstrate this, an analysis is made of the relationship between geometries and algebras, of the relationship between the concept of particle and the concept of wave, and of the reconstruction of the concept of locality within quantum theory. For this purpose, an epistemology that is open to hermeneutical phenomenology is employed
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Carrozza, Sylvain. "Methodes tensorielles et renormalization appliquées aux théories GFT." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00872784.
Анотація:
Cette thèse présente une étude détaillée de la structure de théories appelées GFT ("Group Field Theory" en anglais),à travers le prisme de la renormalisation. Ce sont des théories des champs issues de divers travaux en gravité quantique, parmi lesquels la gravité quantique à boucles et les modèles de matrices ou de tenseurs. Elles sont interprétées comme desmodèles d'espaces-temps quantiques, dans le sens où elles génèrent des amplitudes de Feynman indexées par des triangulations,qui interpolent les états spatiaux de la gravité quantique à boucles. Afin d'établir ces modèles comme des théories deschamps rigoureusement définies, puis de comprendre leurs conséquences dans l'infrarouge, il est primordial de comprendre leur renormalisation. C'est à cette tâche que cette thèse s'attèle, grâce à des méthodes tensorielles développées récemment,et dans deux directions complémentaires. Premièrement, de nouveaux résultats sur l'expansion asymptotique (en le cut-off) des modèles colorés de Boulatov-Ooguri sont démontrés, donnant accès à un régime non-perturbatif dans lequel une infinité de degrés de liberté contribue. Secondement, un formalisme général pour la renormalisation des GFTs dites tensorielles (TGFTs) et avec invariance de jauge est mis au point. Parmi ces théories, une TGFT en trois dimensions et basée sur le groupe de jauge SU(2) se révèle être juste renormalisable, ce qui ouvre la voie à l'application de ce formalisme à la gravité quantique.
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Feller, Alexandre. "Entanglement and Decoherence in Loop Quantum Gravity." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEN058/document.
Анотація:
Une théorie de gravitation quantique propose de décrire l'interaction gravitationnelle à toutes les échelles de distance et d'énergie. Cependant, comprendre l'émergence de notre espace-temps classique reste un problème toujours ouvert. Cette thèse s'y attaque en gravité quantique à boucles à partir d'outils de l'information quantique.Ceci est fait en plusieurs étapes. La gravité quantique à boucles étant toujours une théorie en cours de développement, un point de vue pragmatique est adopté en étudiant une classe d'état physique du champ gravitationnel, motivée à la fois par des intuitions simples et les résultats de la physique à N corps. Une analyse de la reconstruction de la géométrie à partir des corrélations peut être faite et des leçons peuvent être tirées sur la forme de la dynamique fondamentale. Dans un second temps, la physique des sous-systèmes est analysée en commençant d'abord par évaluer l'entropie d'intrication entre l'intérieur et l'extérieur de la région, permettant ainsi de retrouver la loi holographique de l'entropie des trous noirs et donnant une forme possible des états holographiques de la théorie. Plusieurs dynamiques de la frontière, vu comme un système isolé ou ouvert, sont ensuite analysées, éclairant de nouveau la forme de la dynamique fondamentale. Enfin, la dernière étape de ces recherches étudie la dynamique de la frontière en interaction avec un environnement formé des degrés de liberté (de matière ou gravitationnels) formant le reste de l'Univers et la décohérence sur la frontière qu'il induit. Ceci permet de discuter la transition quantique/classique et de mettre en lumière, dans un modèle donné, les états pointeurs de la géométrieA quantum theory of gravitation aims at describing the gravitational interaction at every scales of energy and distance. However, understanding the emergence of our classical spacetime is still an open issue in many proposals. This thesis analyzes this problem in loop quantum gravity with tools borrowed from quantum information theory.This is done in several steps. Since loop quantum gravity is still under construction, a pragmatic point of view is advocated and an ansazt for physical states of the gravitational field is studied at first, motivated from condensed matter physics and simple intuitions. We analyze the proposal of reconstructing geometry from correlations. Lessons on the quantum dynamics and the Hamiltonian constraint are extracted. The second aspect of this work focuses on the physics of sub-systems and especially the physics of their boundary. We begin by calculating the entanglement entropy between the interior and the exterior of the region, recovering the holographic law known from classical black hole physics. Then different boundary dynamics are studied, both in the isolated and open cases, which shed lights again on the fundamental dynamics. Finally, the last aspect of this research studies the dynamics of the boundary interacting with an environment whose degrees of freedom (gravitational or matter) forming the rest of the Universe and especially the decoherence it induces. This allows to discuss the quantum to classical transition and understand, in a given model, the pointer states of geometry
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Laidet, Julien. "Collisions à Haute Energie de Hadrons Denses en Chromodynamique Quantique : Phénoménologie du LHC et Universalité des Distributions de Partons." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00875951.
Анотація:
Lorsque l'impulsion longitudinale des partons contenus dans un hadron ultra-relativiste diminue, on observe un accroissement de leur densité. Quand la densité approche une valeur d'ordre $1/\alpha_s$, elle n'augmente plus, elle sature. Ces effets de haute densité semblent être correctement décrits par la théorie effective du "Color Glass Condensate". Du point de vue expérimental, le LHC est le meilleur outil jamais disponible pour atteindre la phase saturée de la matière hadronique. Pour cette raison, la physique de la saturation est une branche très active de la QCD dans les années passées et à venir car la théorie et les expériences peuvent être comparées. En premier lieu, je discute de la phénoménologie des collisions proton-plomb qui ont eu lieu à l'hiver 2013 et dont les données sont sur le point d'être disponibles. Je calcule la section efficace pour la production de deux gluons qui est l'observable la plus simple pour trouver des preuves quantitatives de la saturation dans le régime cinématique du LHC. Je traite également la limite des états finaux fortement corrélés à grandes impulsions transverses et, par la même occasion, généralise la distribution de partons au régime dense. Le second sujet principal est l'évolution quantique des spectres de gluons et de quarks dans les collisions noyau-noyau, ayant à l'esprit son caractère universel. Ce résultat est déjà connu pour les gluons et je détaille ici le calcul avec attention. Pour les quarks, l'universalité n'a toujours pas été prouvée mais je dérive une formule de récursion intermédiaire entre l'ordre dominant et l'ordre sous-dominant qui constitue une étape cruciale dans l'extraction de l'évolution quantique. Enfin, je présente brievement un travail indépendant de théorie des groupes. Je détaille une méthode personnelle permettant de calculer des traces impliquant un nombre arbritraire de générateurs, une situation souvent rencontrée dans les calculs de QCD.
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Riello, Aldo. "Corrections radiatives en gravité quantique à mousse de spins : Une étude du graphe de Self énergie dans le modèle EPRL Lorentzien." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4028/document.
Анотація:
Je propose la première étude quantitative des corrections radiatives du modèle EPRL en gravité quantique à mousse de spins. Ce modèle est la proposition la plus élaborée de gravité quantique Lorentzienne 4D dite 'indépendante du fond' ('background independent'). C'est une réalisation, par intégrale de chemin, de la quantification de la Relativité Générale comme somme sur les géométries. L'étude se focalise sur les propriétés et les aspects géométriques de l'analogue du graphe de self-énergie du modèle, connu comme le graphe 'melonique'. Je montre que les contributions dominantes à un tel graphe divergent beaucoup moins que celles de modèles similaires en théorie topologique des champs. De plus, je dérive en détails la dépendance des amplitudes aux données de bords, et montre que ce graphe n'induit pas une renormalisation de la fonction d'onde. Ceci est dû à des raisons reliées aux fondements du modèle. Cependant, il se trouve que l'amplitude se réduit à une telle renormalisation dans la limite de nombres quantiques élevés. Ensuite, je montre les conséquences de ces calculs sur une observable physique : la fonction à deux points de la métrique quantique. Ainsi, je montre comment l'insertion du graphe de self-énergie dans l'intérieur de la mousse de spins utilisée a des effets non-triviaux sur la fonction à deux points, modifiant ses contributions à l'ordre dominant. De façon intéressante, ces effets ne disparaissent pas dans la limite des nombres quantiques élevés. Enfin, je discute les conséquences de ces calculs pour le modèle lui-même, et je souligne et commente les traits généraux qui semblent commun à tout modèle de mousse de spins basé sur le schéma présenté iciI present the first quantitative study of radiative corrections within the EPRL model of quantum gravity. This model is the most advanced proposal of Lorentzian 4-dimensional background-independent quantum gravity. It is a realization of the path-integral quantization of general relativity as a sum over geometries. The present study focuses on the properties and geometrical features of the analogue of the self-energy graph within the model, often referred to as the "melon"-graph. Here, I show that the dominating contribution to such a graph is characterized by a degree of divergence much smaller than that of closely related topological quantum field theories. Moreover, I work out in detail the dependence of the amplitude from the boundary data, and find that the self-energy graph does not simply induce a wave function renormaliziation. This happens for reasons deeply related to the model foundations. However, it turns out that the amplitude reduces to a wave function renormalzation in the limit of large quantum numbers. Then, I show the consequences of this calculations on a concrete spinfoam observable: the quantum-metric two-point function. In doing this, I show how the insertion of the self-energy graph in the bulk of the (first-order) spinfoam used in the calculation, has non-trivial effects on the correlation function, modifying its leading order contributions. Most interestingly, this effects do not disappear in the limit of large quantum number. Finally, I discuss the consequences of these calculations for the model itself, and I point out and comment those general features which seem to be common to any spinfoam model based on the present model-building schemes
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Bonzom, Valentin. "Géométrie quantique dans les mousses de Spins : de la théorie topologique BF vers la relativité générale." Thesis, Aix-Marseille 2, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX22072/document.
Анотація:
La gravité quantique à boucles a fourni un cadre d’étude particulièrement bien adapté aux théories de jauge définies sans métrique fixe et invariante sous difféomorphismes. Les excitations fondamentales de cette quantification sont appelées réseaux de spins, et dans le contexte de la relativité générale donnent un sens à la géométrie quantique au niveau canonique. Les mousses de spins constituent une sorte d’intégrale de chemins adaptée aux réseaux de spins, et donc destinée à permettre le calcul des amplitudes de transition entre ces états. Cette quantification est particulièrement efficace pour les théories des champs topologiques, comme Yang-Mills 2d, la gravité 3d ou les théories BF, et des modèles ont aussi été proposés pour la gravité quantique en dimension 4.Nous discutons dans cette thèse différentes méthodes pour l’étude des modèles de mousses de spins.Nous présentons en particulier des relations de récurrence sur les amplitudes de mousses de spins. De manière générique, elles codent des symétries classiques au niveau quantique, et sont susceptible de permettre de faire le lien avec les contraintes hamiltoniennes. De telles relations s’interprètent naturellement en termes de déformations élémentaires sur des structures géométriques discrètes, telles que simplicielles. Une autre méthode intéressante consiste à explorer la façon dont on peut réécrire les modèles de mousses de spins comme des intégrales de chemins pour des systèmes de géométries sur réseau, en s’inspirant à la fois des modèles topologiques et du calcul de Regge. Cela aboutit à une vision très géométrique des modèles, et fournit des actions classiques sur réseau dont on étudie les points stationnairesLoop quantum gravity has provided us with a canonical framework especially devised for back-ground independent and diffeomorphism invariant gauge field theories. In this quantization the funda-mental excitations are called spin network states, and in the context of general relativity, they give ameaning to quantum geometry. Spin foams are a sort of path integral for spin network states, supposed to enable the computations of transition amplitudes between these states. The spin foam quantization has proved very efficient for topological field theories, like 2d Yang-Mills, 3d gravity or BF theories. Different models have also been proposed for 4-dimensional quantum gravity.In this PhD manuscript, I discuss several methods to study spin foam models. In particular, I present some recurrence relations on spin foam amplitudes, which generically encode classical symme-tries at the quantum level, and are likely to help fill the gap with the Hamiltonian constraints. These relations can be naturally interpreted in terms of elementary deformations of discrete geometric struc-tures, like simplicial geometries. Another interesting method consists in exploring the way spin foam models can be written as path integrals for systems of geometries on a lattice, taking inspiration from topological models and Regge calculus. This leads to a very geometric view on spin foams, and gives classical action principles which are studied in details
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Tilloy, Antoine. "Mesure continue en mécanique quantique : quelques résultats et applications." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEE010/document.
Анотація:
Cette thèse est consacrée à l’étude des trajectoires quantiques issues de la théorie desmesures continues en mécanique quantique non relativiste. On y présente de nouveaux résultatsthéoriques ainsi que des exemples d’applications. Sur le front théorique, on étudie principalementla limite de mesure «forte» dans laquelle on met en évidence l’émergence de sauts quantiques etd’échardes quantiques, deux phénomènes dont on précise la statistique. Hors de la limite forte, onpropose une méthode d’extraction optimale d’information pour un registre de qubits. Sur le frontdes applications, on introduit une méthode originale de contrôle utilisant l’intensité de la mesurecomme unique variable et on explique la transition balistique-diffusif dans les marches aléatoiresquantiques ouvertes; deux sous produits de l’étude théorique préalable des situations de mesureforte. On s’intéresse aussi au problème de la gravité semi-classique et montre que la théorie desmesures continues peut permettre d’en construire un modèle cohérent à la limite newtonienne. Onsuggère enfin quelques extensions possibles de la théorie à l’estimation a posteriori et d’éventuellesgénéralisations des résultats théoriques à des situations de mesures répétées discrètes. Dans laprésentation des résultats, l’accent est mis davantage sur l’explicitation des liens entre les multiplespoints de vue possibles sur les trajectoires quantiques (parallèles avec la théorie classique du filtrageet les modèles de collapse objectif utilisés dans les fondements) que sur la rigueur mathématiqueThis thesis is devoted to the study of the quantum trajectories obtained from thetheory of continuous measurement in non relativistic quantum mechanics. New theoretical resultsas well as examples of applications are presented. On the theoretical front, we study mostly thelimit of «strong» measurement where we put forward the emergence of quantum jumps and quantumspikes, two phenomena we characterize in detail. Out of the strong measurement limit, weinvestigate a method to extract information from a register of qubits optimally. On the applicationfront, we introduce an original method to control quantum systems exploiting only the freedomof changing the measurement intensity and we explain the transition between a ballistic and adiffusive behavior in open quantum random walks; two byproduct of the theoretical study of thestrong measurement regime. We further study the problem of semi-classical gravity and show thatcontinuous measurement theory allows to construct a consistent model in the Newtonian regime.We eventually suggest possible extensions of the formalism to a posteriori estimation and hint atgeneralizations of the results for the strong measurement limit in the wider context of discreterepeated measurements. In the course of our presentation, we emphasize the link with other approachesto the theory of continuous measurement (parallels with stochastic filtering and collapsemodels in foundations) rather than aim for mathematical rigor