Depuis sa découverte en 1964, l’étude du Fond Diffus Cosmologique dans le domaine des longueurs d’ondes millimétriques est devenue un enjeu majeur de la recherche expérimentale dans le domaine de la cosmologie. En particulier, ses anisotropies en température, mesurées pour la première fois par le satellite COBE puis plus finement par l’expérience WMAP et le satellite PLANCK. L’existence prédite d’anisotropies de polarisation du Fond Diffus Cosmologique est fait actuellement parti du champ d’expérimentation privilégié de l’étude du CMB. En effet, la preuve d’existence des modes B de polarisation, signature unique des ondes gravitationnelles primordiales, fait actuellement l’objet d’une recherche expérimentale intensive par le biais notamment de l’instrument BICEP2 qui aurait détecté sa signature en 2014 dans des valeurs du rapport tenseur sur scalaire r = 0,2. Le projet QUBIC fait parti de ces expériences destinées à révéler les modes B de polarisation grâce à son instrument basé sur la technique des interféromètres et sur le développement de matrice de bolomètres, demandant un champ d’investigation poussé englobant, entre autre, la physique des solides, la physique des basses températures et la cosmologie. La thèse présentée ici se situe dans ce cadre, avec pour objectif l’élaboration d’une matrice de bolomètres dont la performance et l’optimisation devrait permettre d’acquérir la sensibilité nécessaire à l’observation des modes B de polarisation. Les différentes techniques expérimentales acquises au CSNSM d’Orsay permettent en effet d’envisager l’optimisation des éléments clé de la matrice de bolomètre en s’appuyant notamment sur l’alliage amorphe de NbxSi1-x pour l’élaboration d’un senseur thermique optimisé, et sur un matériau novateur, l’alliage de titane-vanadium, pour la mise au point d’un absorbeur de rayonnement supraconducteur efficace, dont la faible chaleur spécifique doit permettre d’atteindre un temps de réponse du détecteur de l’ordre de la dizaine de milliseconde, valeur du temps de réponse nécessaire à une lecture efficace du signal du Fond Diffus Cosmologique. Le manuscrit de thèse ici présent a pour ambition de développer les principes physiques nécessaires au champ d’investigation du travail à accomplir. Ainsi, cette étude propose d’élaborer les différents éléments d’un bolomètre, réunissant un senseur thermique optimisé ainsi qu’un absorbeur de rayonnement de faible chaleur spécifique, permettant d’envisager la mise au point d’une matrice de bolomètres optimisée dans le cadre du projet QUBIC dont la campagne d’observation est prévue courant 2015 au dôme C du pôle Sud. / Since its discovery in 1964, the study of the Cosmic Microwave Background (CMB) in the field as of millimetre-length wavelengths became a major stake of experimental research in the field of cosmology. In particular, its anisotropies in temperature, measured for the first time by satellite COBE then more finely by the experiment WMAP and the PLANCK satellite. The predicted existence of anisotropies of polarization of the Cosmic Microwave Background is currently been part of the privileged field of experimentation of the study of the CMB. Indeed, the proof of exists modes B of polarization, single signature of the paramount gravitational waves, currently is the object of an intensive experimental research by the means in particular of the instrument BICEP2 which would have detected its signature in 2014 in values of the tensor report on scalar R = 0.2. Project QUBIC makes party of these experiments intended to reveal the modes B of polarization thanks to its instrument based on the technique of the interferometers and the development of bolometers array, asking for a thorough field of investigation including, amongst other things, the solid state physics, the physics of the low temperatures and cosmology. The thesis presented here is within this framework, with for objective making of a bolometers array whose performance and optimization should make it possible to acquire the necessary sensitivity to the observation of the B-mode polarization. The various experimental techniques acquired with the CSNSM of Orsay indeed make it possible to consider the optimization of the key elements of the bolometers array while being pressed in particular on amorphous alloy of NbxSi1-x for making of an optimized thermal sensor, and on an innovative material, titanium-vanadium alloy, for the clarification of an effective superconducting absorber of radiation, whose low specific heat must make it possible to reach a response time of the detector about ten millisecond, value of the response time necessary to an effective reading of the signal of the Cosmic Microwave Background. The manuscript of thesis here present has as an ambition to develop the physical principles necessary to the field of investigation of work to be achieved. Thus, this study proposes to work out the various elements of a bolometer, joining together a thermal sensor optimized as well as an absorber of radiation of low specific heat, making it possible to consider the clarification of a bolometers array optimized within the framework of the project QUBIC whose observation campaign is envisaged during 2015 with the dome C of the south pole.

La question de la réalité, de la nature et du rôle de la relation entre science de l'univers et spiritualité dans l'oeuvre de connaissance scientifique, plus généralement dans l'histoire de la pensée, motive le présent travail. Afin de traiter cette question, l'auteur a choisi d'étudier la pensée de deux savants spiritualistes : Isaac Newton et Georges Lemaître, qui façonnent deux moments majeurs de l'histoire des sciences, celui de la fondation de la mécanique céleste, creuset de la science moderne, et celui de la fondation de la cosmologie moderne, lieu d'une définition radicalement nouvelle de l'univers et de la place de l'homme en son sein. Ces deux moments, newtonien et lemaîtrien, s'apparient l'un à l'autre, d'une part en raison de l'objet d'étude commun : le tout, et d'autre part en termes de succession et d'avancées dans l'histoire des sciences, puisqu'ils nous entraînent de la science du ciel en l'absolu newtonien, à la science du commencement et de l'évolution cosmologique en la relativité générale. La relation entre science de l'univers et spiritualité se révèle, sur la base de l'étude détaillée des deux pensées, comme une relation dynamique à double sens : de la science à la spiritualité et inversement, et une dimension cruciale de l'histoire conceptuelle, plus généralement de l'histoire de la pensée. Chez Newton et Lemaître, la recherche et les résultats scientifiques entraînent réflexion et conclusion spirituelles. Inversement, la recherche spirituelle représente une motivation de l'étude scientifique, conçue comme étude de l'ordre, de l'arrangement divin du monde. La présente thèse procure par conséquent des éléments de synthèse et de comparaison des deux pensées et permet d'asseoir plus largement, aux plans historique et philosophique, le choix du sujet. Celui-ci en ressort étayé. Mais au-delà des termes mêmes de l'histoire de la pensée, la démarche première de l'auteur a consisté à comprendre des acteurs éminents de celle-ci, comprendre, à travers leur démarche de pensée, l'être, l'esprit, par la lettre de l'histoire. Ce travail, le premier en son genre, en traitant de certains ressorts essentiels de la dynamique de l'esprit et de l'histoire de la pensée, traite des fondements de la connaissance.

This thesis consists of three articles investigating the asymptotic behaviour of cosmological spacetimes with symmetries arising in Mathematical General Relativity. In Paper A and B, we consider spacetimes with Bianchi symmetry and where the matter model is that of a perfect fluid. We investigate the behaviour of such spacetimes close to the initial singularity ('Big Bang'). In Paper A, we prove that the Strong Cosmic Censorship conjecture holds in non-exceptional Bianchi class B spacetimes. Using expansion-normalised variables, we further show detailed asymptotic estimates. In Paper B, we prove similar estimates in the case of stiff fluids. In Paper C, we consider T2-symmetric spacetimes satisfying the Einstein equations for a non-linear scalar field. To given initial data, we show global existence and uniqueness of solutions to the corresponding differential equations for all future times. In the special case of a constant potential, a setting which is equivalent to a linear scalar field on a background with a positive cosmological constant, we investigate in detail the asymptotic behaviour towards the future. We prove that the Cosmic No-Hair conjecture holds for solutions satisfying an additional a priori estimate, an estimate which we show to hold in T3-Gowdy symmetry. / Denna avhandling består av tre artiklar som undersöker det asymptotiska beteendet hos kosmologiska rumstider med symmetrier som uppstår i Matematisk Allmän Relativitetsteori. I Artikel A och B studerar vi rumstider med Bianchi symmetri och där materiemodellen är en ideal fluid. Vi undersöker beteendet av sådana rumstider nära ursprungssingulariteten ('Big Bang'). I Artikel A bevisar vi att den Starka Kosmiska Censur-förmodan håller för icke-exceptionella Bianchi klass B-rumstider. Med hjälp av expansions-normaliserade variabler visar vi detaljerade asymptotiska uppskattningar. I Artikel B visar vi liknande uppskattningar för stela fluider. I Artikel C betraktar vi T2-symmetriska rumstider som uppfyller Einsteins ekvationer för ett icke-linjärt skalärfält. För givna begynnelsedata visar vi global existens och entydighet av lösningar till motsvarande differentialekvationer för all framtid. I det speciella fallet med en konstant potential, en situation som motsvarar ett linjärt skalärfält på en bakgrund med en positiv kosmologisk konstant, undersöker vi i detalj det asymptotiska beteendet mot framtiden. Vi visar att den Kosmiska Inget-Hår-förmodan håller för lösningar som uppfyller en ytterligare a priori uppskattning, en uppskattning som vi visar gäller i T3-Gowdy-symmetri. / <p>QC 20171220</p>

For about 20 years now, observations of 6Li in several old metal-poor stars inside the halo of our galaxy have been reported, which are largely independent of the stars’ metallicity, and which point to a possible primordial origin. The observations exceed the predictions of the Standard Big-Bang Nucleosynthesis model by a factor of 500. In the relevant energy range, no directly measured S-factors were available yet for the main production reaction 2H(α,γ)6Li, while different theoretical estimations have an uncertainty of up to two orders of magnitude. The very small cross section in the picobarn range has been measured with a deuterium gas target at the LUNA acceler- ator (Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics), located deep underground inside Laboratori Nazionali del Gran Sasso in Italy. A beam-induced, neutron-caused background in the γ-detector occurred which had to be analyzed carefully and sub- tracted in an appropriate way, to finally infer the weak signal of the reaction. For this purpose, a method to parameterize the Compton background has been developed. The results are a contribution to the discussion about the accuracy of the recent 6Li observations, and to the question if it is necessary to include new physics into the Standard Big-Bang Nucleosynthesis model.

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Depuis sa découverte en 1964, l'étude du Fond Diffus Cosmologique dans le domaine des longueurs d'ondes millimétriques est devenue un enjeu majeur de la recherche expérimentale dans le domaine de la cosmologie. En particulier, ses anisotropies en température, mesurées pour la première fois par le satellite COBE puis plus finement par l'expérience WMAP et le satellite PLANCK. L'existence prédite d'anisotropies de polarisation du Fond Diffus Cosmologique est fait actuellement parti du champ d'expérimentation privilégié de l'étude du CMB. En effet, la preuve d'existence des modes B de polarisation, signature unique des ondes gravitationnelles primordiales, fait actuellement l'objet d'une recherche expérimentale intensive par le biais notamment de l'instrument BICEP2 qui aurait détecté sa signature en 2014 dans des valeurs du rapport tenseur sur scalaire r = 0,2. Le projet QUBIC fait parti de ces expériences destinées à révéler les modes B de polarisation grâce à son instrument basé sur la technique des interféromètres et sur le développement de matrice de bolomètres, demandant un champ d'investigation poussé englobant, entre autre, la physique des solides, la physique des basses températures et la cosmologie. La thèse présentée ici se situe dans ce cadre, avec pour objectif l'élaboration d'une matrice de bolomètres dont la performance et l'optimisation devrait permettre d'acquérir la sensibilité nécessaire à l'observation des modes B de polarisation. Les différentes techniques expérimentales acquises au CSNSM d'Orsay permettent en effet d'envisager l'optimisation des éléments clé de la matrice de bolomètre en s'appuyant notamment sur l'alliage amorphe de NbxSi1-x pour l'élaboration d'un senseur thermique optimisé, et sur un matériau novateur, l'alliage de titane-vanadium, pour la mise au point d'un absorbeur de rayonnement supraconducteur efficace, dont la faible chaleur spécifique doit permettre d'atteindre un temps de réponse du détecteur de l'ordre de la dizaine de milliseconde, valeur du temps de réponse nécessaire à une lecture efficace du signal du Fond Diffus Cosmologique. Le manuscrit de thèse ici présent a pour ambition de développer les principes physiques nécessaires au champ d'investigation du travail à accomplir. Ainsi, cette étude propose d'élaborer les différents éléments d'un bolomètre, réunissant un senseur thermique optimisé ainsi qu'un absorbeur de rayonnement de faible chaleur spécifique, permettant d'envisager la mise au point d'une matrice de bolomètres optimisée dans le cadre du projet QUBIC dont la campagne d'observation est prévue courant 2015 au dôme C du pôle Sud.