The search for a theory of quantum gravity has persisted through the last century. Although many beautiful theories such as string theory and loop quantum gravity have been proposed, experimental evidence to support or refute these theories has been difficult to obtain. Searching for Lorentz invariance violation (LIV) is one of a limited number of experimental tests which can be used to search for evidence of quantum gravity since new physics may only be observable at energies well beyond those present in the most energetic astrophysical objects, which are far greater than the energies accessible in a terrestrial laboratory. One method of searching for LIV is to look for energy-dependent time delays in the arrival of high-energy photons from distant astrophysical sources. We search for Lorentz invariance violation (LIV) using VERITAS, an imaging atmospheric Cherenkov telescope (IACT) located in southern Arizona. Significant TeV gamma ray flaring activity was detected from the blazar Markarian 421 on the night of February 17, 2010 (MJD 55244), which presented a good opportunity to search for delays in the energetic emission. We demonstrate the performance of two different dispersion estimation algorithms and apply these algorithms to our data to search for LIV. We find that while the emission from Markarian 421 contains significant variability, a necessary condition for an LIV detection, the presence of a constant background flux severely limits our sensitivity. We expect our findings to be useful for guiding future LIV studies, especially those using IACT data. In the latter part of this work we discuss the alignment of ground-based gamma-ray telescopes and present a digital autocollimator which will be used in the alignment system of a next-generation IACT. The configuration of our autocollimator enables measurement of the angle formed between the planar surface of a distant reflector and the line of sight over a range of ±0.126° with a precision better than 5 arcsec. We present a detailed description of the instrument and its data acquisition software that was used during laboratory testing.

Le virus de l’hépatite E (VHE) est l’agent causal d’une partie des hépatites aigues ou fulminantes qui surviennent essentiellement dans les pays en voie de développement (Afrique, Asie) ou le VHE de génotype 1 semble présenter un profil endémique ponctué de bouffées épidémiques souvent liées à des déplacements de populations (catastrophe climatique ou conflits) (Lui et al., 2013). Récemment il a été montré que ce virus était largement distribué dans des réservoirs animaux (génotype 3 et 4) et la cause d’un grand nombre d’infections zoonotiques aussi bien dans les pays du nord que du sud. Dans la plupart des cas, il s'agit d'une infection spontanément résolutive avec une clairance virale rapide, mais il peut évoluer vers des formes plus sévères avec un niveau de mortalité variant de 1 à 4% dans la population générale et à près de 20% chez la femme enceinte lors des flambées épidémiques (OMS, 2014). Au Burkina Faso, très peu de données existent sur la prévalence chez l’homme, l'épidémiologie moléculaire du VHE ou la présence de ce virus dans le réservoir animal principal que constituent les porcs. De plus, l’ignorance de la population quant aux causes de cette infection d’origine alimentaire, est un facteur de risque qu’on ne peut pas ignorer. L’objectif de ce travail est donc d’améliorer notre connaissance sur cet agent des hépatites. La première partie de notre étude s’est consacrée à l’évaluation de la séroprévalence du VHE chez les donneurs de sang et les femmes venant en consultation prénatale à Ouagadougou. Au total plus de 1700 échantillons de sérums de volontaires ont été collectés dans les banques de sang et centres médicaux: entre 2010 et 2012, sur les 178 donneurs de sang et 189 femmes enceintes testés, 19,1% [IC95, 13,3-24,9%] et 11,6% [IC95, 7,1-16,2%] étaient respectivement positifs aux IgG anti-VHE. Ces taux élevés sont peut-être associé au faible statut socioéconomique et à l’absence de réseaux d’assainissement des eaux (Traoré et al., 2012). En 2014, 3,19% [IC95, 1,70-4,68%] des 533 donneurs de sang testé sont positifs pour des IgM anti-VHE. Ces résultats montrent un risque résiduel transfusionnel non négligeable associé à une transmission à bas bruit et confirme l’intérêt d’identifier la ou les sources de ce virus. La seconde partie de ce travail a été de vérifier le rôle d’une source zoonotique des infections à VHE, via l’évaluation du VHE (par sérologie et typage moléculaire après PCR) dans le réservoir potentiel que sont les porcs et la population à risques exposé à ce réservoir (bouchers et éleveurs). Pour cela nous avons réalisé un recensement des sites de ventes de porcs et évalué la consommation d’animaux. Un taux de séroprévalence de 76% [IC95, 67,6-84,4%] a été mesuré dans une cohorte de 100 bouchers de Ouagadougou avec un facteur de risque de séropositivité 3 fois plus élevé par rapport à la population générale (OR = 3,46 [95%CI 2,85 – 4,21] p <0.001). Les IgG anti-VHE chez les porcs abattus ont été estimés à 80% IC95 [72-87%]. Cette forte prévalence confirme une circulation silencieuse du VHE dans l’élevage porcin au Burkina Faso comme en témoigne l'échantillon positif de foie pour l’ARN VHE qui soutient fermement le risque de zoonose. L’analyse des séquences des produits de PCR des foies de porcs positifs pour VHE a révélé la présence de VHE génotype 3 et 99,8 % d'homologie avec les souches Yaounde et Madagascar. En conclusion, notre étude, la première caractérisation moléculaire des souches du VHE au Burkina, montre la présence de souches VHE génotype 3 dans des régions ou seul le génotype 1 avait été identifié jusqu’alors (Tchad, Maroc). L’évaluation du risque transfusionnel associé nécessite des études complémentaires afin d’évaluer le bénéfice/coût de l'ajout de dépistage du VHE dans les examens de routines des banques de sang, afin de garantir la sécurité du receveur de sang. / The hepatitis E virus (HEV) is causative agent several acute or fulminant hepatitis which mainly occur in developing countries where HEV genotype 1 or 2 appears to have a endemic profile punctuated with epidemic outbreaks (Africa, Asia) (Lui et al., 2013). Genotype 3 and 4 distributed widely in animal reservoirs, were the cause many zoonotic infection in northern and southern countries. In most cases, it is a self-limited infection with rapid viral clearance, but it can evolve into more severe forms with a mortality level ranging from 1 to 4% in the general population to nearly 20% in pregnancy during outbreaks (WHO, 2014). In Burkina Faso, very little epidemiological data are available on HEV. The objective of this work is to improve our understanding of this agent hepatitis. The first part of our study was devoted to the evaluation HEV seroprevalence among blood donors and women attending antenatal care in Ouagadougou. In total more than 1,700 volunteers serum samples were collected in blood banks and medical centers in Burkina Faso. Between 2010 and 2012 on 178 blood donors and 189 pregnant women tested, 19.1% [CI95, 13.3-24.9%] and 11.6% [CI95, 7.1-16.2%], were respectively positive for anti-HEV IgG. These high rates in the general population may be associated a low income and the poor hygienic status (Traoré et al., 2012). In 2014, 3.19% [CI95, 1.70-4.68%] on 525 blood donors tested, were positive for anti-HEV IgM. These results indicate a residual risk for transfusion, probably associated with silent infections and confirm the importance to identify the sources of the virus. The second part of this work was 1) to assess HEV infection among humans in Burkina Faso by exploring the HEV seroprevalence in a high risk population, i.e., butchers; 2) to explore a possible pig-to-human zoonotic transmission cycle by assessing the HEV seroprevalence in slaughter swine; and 3) to identify the genotype of HEV circulating in pigs. The global HEV prevalence among Ouagadougou butchers was estimated to 76%, CI95 [67, 63–84.37%] with a significant risk factor, 3 times higher compared with the general population (OR = 3.46 [95%CI 2.85 - 4.21] p <0.001). IgG anti-HEV in pigs older than 6 months of age were estimated at 80% CI95 [72-87%]. This high prevalence confirms the presence and active circulation HEV among domestic pigs in Burkina Faso as evidenced by the positive sample of liver for HEV RNA which strongly supports the risk of zoonosis. Phylogenetic analyses revealed that genotype 3 HEV is circulating among swine population in Burkina. A similarity >98% was found between swHEV-BF from Yaounde and Madagascar. This data showed for the first time the role of swine in introduction of new HEV in African population. In conclusion, these results latter sign a persistent introduction of HEV infection in the population and hence deserved to be taken in account in transfusion associated risk. Further assessments of the transfusion risk associated require an evaluation of the cost/benefit ratio for the addition of routine HEV RNA screening to the panel of tests on donated blood, to guarantee transfusion safety for the recipient.

PSR B1259-63 ist ein Binärsystem in welchem ein Pulsar um einen massereichen Be-Stern kreist. Dieses System weist variable, nicht thermische Strahlung um den Periastron herum auf, welche vom Radiobereich bis zu sehr hohen Energien (engl. very-high-energy VHE; E > 100 GeV) sichtbar ist. Die vorliegende Dissertation präsentiert VHE Daten des Systems, gemessen in den Jahren 2005, 2006 b.z.w. vor und kurz nach dem Periastron im Jahr 2007. Diese Daten erweitern das Wissen um die Lichtkurve dieses Objektes über alle Phasen der Umlaufbahn. Diese Daten wurden mit den H.E.S.S. Teleskopen gewonnen. Gamma-Strahlung in einem Energiebereich von 0.5-70 TeV wurde gemessen. Von PSR B1259-63 wurde, unter Verwendung von 55 h Detektorzeit im Jahr 2007, VHE Strahlung mit einer Gesamtsignifikanz von 9.5 Sigma detektiert. Der monatliche Photonen-Fluss wurde vermessen was erstmals zu VHE Lichtkurvendaten noch weit vor dem Periastron führte. PSR B1259-63 wurde auch in den Jahren 2005 und 2006, weit weg vom Periastron, ueberwacht. Hierbei war kein signifikanter Ueberschuss an gamma-Strahlung über Untergrund zu verzeichnen. Die signifikante Detektion von VHE Photonen, die bei einer wahren Anomalie von -0.35 , also bereits 50 Tage vor dem Periastron, ausgesendet wurden, schliesst ein Szenario mit stellarer Scheibe als Zielmaterial für hadronische Wechselwirkungen als Hauptemissionsmechanismus eher aus. Weiters konnten innerhalb einer phänomenologischen Studie Hinweise gefunden werden, dass PSR B1259-63 ein periodischer VHE Strahler ist. Darüber hinaus wurden Modellrechnungen, die auf inverser Comptonstreuung (IC) von schockbeschleunigten Pulsarwindelektronen basieren, durchgeführt. Das dargestellte Modell berücksichtigt strahlungsfreie Verluste, die möglicherweise im Bereich, in dem der Pulsarwind terminiert wird, eine Rolle spielen. Die gefundenen Ergebnisse zeigen ein eigentümliches nicht radiatives Kühlverhalten um den Periastron, das die VHE Emission in PSR B1259-63 dominiert. / PSR B1259-63 is a binary system where a 48 ms pulsar orbits a massive Be star. The system exhibits variable, non-thermal radiation around periastron visible from radio to very high energies (VHE; E>100 GeV). This thesis presents VHE data from PSR B1259-63 as taken during the years 2005, 2006 and before as well as shortly after the 2007 periastron passage. These data extend the knowledge of the lightcurve of this object to all phases of the binary orbit. Observations of VHE gamma-rays with the H.E.S.S. telescope array were performed. Gamma-ray events in an energy range of 0.5-70 TeV were recorded. VHE gamma-ray emission from PSR B1259-63 was detected with an overall significance of 9.5 standard deviations using 55 h of exposure, obtained in 2007. The monthly flux of gamma-rays during the observation period was measured, yielding VHE lightcurve data for the early pre-periastron phase of the system for the first time. PSR B1259-63 was also monitored in 2005 and 2006, far from periastron passage, comprising 8.9 h and 7.5 h of exposure, respectively. No significant excess of gamma-rays is seen in those observations. The firm detection of VHE photons emitted at a true anomaly of -0.35 of the pulsar orbit, i.e. already ~50 days prior to the periastron passage, disfavors the stellar disc target scenario as a primary emission mechanism, based on current knowledge about the companion star''s disc inclination, extension, and density profile. In a phenomenological study indirect evidence that PSR B1259-63 could in fact be a periodical VHE emitter is presented using the TeV data discussed in this work. Moreover, model calculations based on inverse compton (IC) scattering of shock accelerated pulsar wind electrons were performed. The model presented accounts for non-radiative losses possibly at work in the region where the pulsar wind is shocked by stellar outflows. The presented results show a peculiar non-radiative cooling profile around periastron dominating the VHE emission.

Dans cette étude, la bile d’un porc canadien naturellement infecté par une souche du virus de l’hépatite E (VHE) a été utilisée afin d’inoculer deux groupes de porcelets. Dans l’étude précoce (E), 4 porcelets âgés de 4 semaines et exempts de pathogènes spécifiques (SPF), ont été suivis jusqu’à 14 jours post-inoculation (pi). Dans l’étude tardive (L), 9 porcelets ont été suivis à chaque semaine jusqu’à l’abattage, soit 120 jours pi. À la nécropsie, la présence du VHE a été évaluée dans différents organes à 7, 14 et 120 jours pi. Des porcelets témoins (E=2 et L=3) ont été inoculés par de la bile exempte de VHE. Le virus a persisté chez certains animaux jusqu’à 84 à 105 jours pi dans le sérum malgré la présence d’anticorps IgG anti-VHE dans le sang, suggérant une virémie prolongée. L’excrétion virale dans les fèces s’est étalée également sur une période de 105 jours pi chez certains animaux. De plus, la détection de l’ARN viral dans les organes évalués s’est révélée presque nulle à l’âge d’abattage à l’exception de quelques vésicules biliaires, alors qu’on retrouvait l’ARN viral dans plusieurs organes à 7 et 14 jours pi. Pour évaluer la distribution du VHE chez les porcs commerciaux du Québec, un échantillonnage de porcs de trois abattoirs a été réalisé. Environ 100 échantillons de sang, fèces, foies et bile provenant des mêmes animaux en processus d’abattage ont été prélevés dans chacun des abattoirs, sur des porcs destinés à la consommation humaine. La détection de l’ARN viral et des anticorps du VHE a été réalisée à l’aide d’une RT-PCR nichée et d’un test ELISA adapté pour déceler les anticorps porcins anti-VHE. Chez les porcs d’abattoir, 12,9 % des échantillons de bile contenaient de l’ARN viral du VHE, alors que la détection virale était moindre dans les autres organes. Une séroprévalence en IgG de 26,0 % a été obtenue pour les sérums porcins analysés. Une analyse phylogénétique des différentes souches isolées pendant l’étude a démontré qu’elles sont du génotype 3. Ces données indiquent une exposition potentielle des travailleurs de l’industrie porcine au VHE porcin, notamment par les fèces, le sang et les organes et également pour les consommateurs par le biais des foies. / In this study, a strain of porcine hepatitis E virus (HEV) isolated from the bile of a naturally-infected Canadian pig was used to inoculate two groups of piglets. In the early-phase experiment (E), 4 one month-old piglets, specific pathogen free (SPF), were monitored for 14 days. In the late-phase experiment (L) 9 piglets were monitored up to slaughter (120 days post-inoculation (pi)). Controls piglets (E=2 and L=3) were inoculated with free HEV bile. The presence of HEV was monitored routinely in their blood and feces. At necropsy, viral occurence was evaluated in organs at 7, 14 and 120 days pi. Interestingly, HEV was found to persist in the serum of some animals up to 84-105 days pi, despite the presence of IgG HEV antibodies in their blood. Fecal shedding was detected until 105 days pi for a portion of pigs. In organs, HEV RNA was detected in low amount of gallbladders at killing time, while it was detected in a large number of organs at 7 and 14 days pi. To assess the distribution of HEV in commercial finishing pig in Quebec, a sampling was realised in pigs from three slaughterhouses from Quebec. Approximately a hundred samples of feces, blood, bile and liver were collected in each slaughterhouse, on pigs intended for human consumption. A sample of each type was collected on each of the chosen pigs. Detection of HEV RNA was carried out using a nested RT-PCR on each sample and a human ELISA test was adapted for the detection of swine antibodies against HEV in swine serum samples. For pigs at slaughter, 12,9 % of the bile samples were positive to HEV RNA and a seroprevalence of IgG of 26,0 % was detected in swine. A phylogenetic analysis demonstrated that all strains of the study were in the genotype 3. All results demonstrate that porcine industry workers are potentially exposed to swine HEV by feces, blood and organs.

ALTO is a project, currently in the research and development phase, with the goal of constructing a Very High Energy (VHE) gamma-ray observatory in the southern hemisphere. It will detect the particle content reaching the ground from the interactions of either VHE gamma rays or cosmic rays in the atmosphere known as extensive air showers. In this thesis, we use an ALTO prototype built at Linneaus University to estimate the vertical muon intensity in Växjö. The atmospheric muons we detect at ground level come from hadronic showers caused by a cosmic ray entering the atmosphere. Such showers are considered background noise in the context of VHE gamma-ray astronomy, and the presence of muons is an important indicator of the nature of the shower, and thus of the primary particle. The measurement is done by isolating events that produce signals in two small scintillation detectors that are part of the ALTO prototype, and are placed almost directly above each other. This gives us a data set that we assume represents muons travelling along a narrow set of trajectories, and by measuring the rate of such events, we estimate the muon intensity. We estimate the corresponding momentum threshold using two different methods; Monte Carlo simulation and calculation of the mean energy loss. The vertical muon intensity found through this method is about 21% higher than commonly accepted values. We discuss some possible explanations for this discrepancy, and conclude that the most likely explanation is that the isolated data set contains a significant number of “false positives”, i.e., events that do not represent a single muon following the desired trajectory.

No description available.