Les algèbres d'endomorphismes peuvent remplacer la notion de fibré principal. Dans ce cadre algébrique, les théories de jauge sont reformulées et généralisées, unifiant ainsi connexions ordinaires et champs de Higgs. Un modèle de "Maxwell non commutatif" est construit pour des fibrés non triviaux nécessitant le développement de la notion de structure Riemannienne. Les techniques de la géométrie non commutative utiles à l'étude des algèbres associatives sont présentées et une nouvelle méthode permettant d'obtenir le morphisme de Chern-Weil usuel est développée. Ensuite, les résultats d'une étude sur les connexions non commutatives généralisent ceux connus sur les fibrés symétriques; une extension de l'ansatz de Witten est énoncée. Enfin, une action est proposée pour généraliser le modèle de Born-Infeld à des connexions non commutatives. Les Lagrangiens obtenus sont non polynomiaux et on étudie l'existence de solutions de type solitonique sur quelques exemples explicites.

Dans cette thèse nous proposons plusieurs contributions à l'étude des groupes quantiques et de leurs représentations. Dans le cadre de l'étude des représentations de dimension finie des algèbres affines quantiques, nous proposons une nouvelle construction algébrique générale des q,t-caractères (t-déformations des q-caractères de Frenkel-Reshetikhin), indépendante de la construction géométrique de Nakajima (cette dernière n'est valable que pour le cas ADE). Cela nous permet d'étendre la quantification de l'anneau de Grothendieck et la définition des analogues des polynômes de Kazhdan-Lusztig aux cas non simplement lacés. Par ailleurs nous établissons une décomposition triangulaire des affinisées quantiques générales (incluant les algèbres affines et toroïdales quantiques) et classifions leurs représentations intégrables de plus haut poids. Nous proposons une nouvelle construction d'un produit de fusion en définissant une déformation du ``nouveau coproduit de Drinfel'd''.

De nos jours, la géométrie non-commutative est un domaine grandissant des mathématiques, qui peut apparaître comme un cadre prometteur pour la physique moderne. Les théories quantiques des champs sur des "espaces non-commutatifs" ont en effet été très étudiées, et sont sujettes à un nouveau type de divergence, le mélange ultraviolet-infrarouge. Cependant, une solution a récemment été apportée à ce problème par H. Grosse et R. Wulkenhaar en ajoutant à l'action d'un modèle scalaire sur l'espace non-commutatif de Moyal, un terme harmonique qui la rend renormalisable. Un des buts de cette thèse est l'extension de cette procédure aux théories de jauge sur l'espace de Moyal. En effet, nous avons introduit une nouvelle théorie de jauge non-commutative, fortement reliée au modèle de Grosse-Wulkenhaar, et candidate à la renormalisabilité. Nous avons ensuite étudié ses propriétés les plus importantes, notamment ses configurations du vide. Finalement, nous donnons une interprétation mathématique de cette nouvelle action en terme de calcul différentiel basé sur les dérivations, associé à une superalgèbre. Ce travail contient, outre les résultats mentionnés ci-dessus, une introduction à la géométrie non-commutative, une introduction aux algèbres epsilon-graduées, définies dans cette thèse, et une introduction à la renormalisation des théories quantiques de champs scalaires (point de vue wilsonien et BPHZ) et de jauge.

<p>For the first time in the history of physics we stand in front of a theory that might actually serve as a unification of it all - string theory. It provides a self-consistent framework for gravity and quantum mechanics, which naturally incorporates matter and gauge interactions of the type seen in the standard model. Unfortunately, at the moment we do not know of any principle that selects the vacuum of the theory, so predictions about our four-dimensional world are still absent. However, the introduction of extended objects opens up an intricate new arena of physics, which is non-trivial and challenging to map out, even at a basic level.</p><p>A key concept of quantum gravity is holography; this is realised in string theory by the AdS/CFT correspondence, which relates string theory to a field theory living in a lower dimensional space. In this thesis we discuss two limits of the correspondence, namely the BMN limit, giving rise to a plane wave geometry, and the tensionless limit, exhibiting massless higher spin interactions. We also study a limit of string theory in a background electric field, where the theory is described by open strings and positively wound closed strings only.</p><p>We begin with a brief review of the theory, focusing on an intuitive understanding of the basic aspects and serving as an introduction to the papers. In the first paper we calculate, from two different points of view, scattering amplitudes in the non-commutative open string limit. In the second paper we obtain the quadratic scalar field contributions to the stress-energy tensor in the minimal bosonic higher spin gauge theory in four dimensions. In the last paper we propose a way to avoid fermion doubling when discretizing the string in the BMN limit.</p>

<p>String theory has proved to be a valuable theoretical laboratory for probing gravity and gauge theory in a unified framework. In this thesis some of the exciting spin-offs of string theory such as branes and higher spin are studied. After a review of the basics of string theory the four papers of the thesis are discussed. In the first paper we support the equivalence between two descriptions of non-commutative open strings by calculating scattering amplitudes in both approaches. The second paper gives a physical interpretation of the fact that Ramond-Ramond charge in string theory on SU(2) is only defined modulo an integer. In the third paper we calculate contributions to the stress-energy tensor of higher-spin theory in four dimensional AdS space, and in the last paper of the thesis we compare the free energy of the two dimesional type 0A extremal blackhole and find agreement with the corresponding quantity in a deformed matrix model.</p>

For the first time in the history of physics we stand in front of a theory that might actually serve as a unification of it all - string theory. It provides a self-consistent framework for gravity and quantum mechanics, which naturally incorporates matter and gauge interactions of the type seen in the standard model. Unfortunately, at the moment we do not know of any principle that selects the vacuum of the theory, so predictions about our four-dimensional world are still absent. However, the introduction of extended objects opens up an intricate new arena of physics, which is non-trivial and challenging to map out, even at a basic level. A key concept of quantum gravity is holography; this is realised in string theory by the AdS/CFT correspondence, which relates string theory to a field theory living in a lower dimensional space. In this thesis we discuss two limits of the correspondence, namely the BMN limit, giving rise to a plane wave geometry, and the tensionless limit, exhibiting massless higher spin interactions. We also study a limit of string theory in a background electric field, where the theory is described by open strings and positively wound closed strings only. We begin with a brief review of the theory, focusing on an intuitive understanding of the basic aspects and serving as an introduction to the papers. In the first paper we calculate, from two different points of view, scattering amplitudes in the non-commutative open string limit. In the second paper we obtain the quadratic scalar field contributions to the stress-energy tensor in the minimal bosonic higher spin gauge theory in four dimensions. In the last paper we propose a way to avoid fermion doubling when discretizing the string in the BMN limit.

String theory has proved to be a valuable theoretical laboratory for probing gravity and gauge theory in a unified framework. In this thesis some of the exciting spin-offs of string theory such as branes and higher spin are studied. After a review of the basics of string theory the four papers of the thesis are discussed. In the first paper we support the equivalence between two descriptions of non-commutative open strings by calculating scattering amplitudes in both approaches. The second paper gives a physical interpretation of the fact that Ramond-Ramond charge in string theory on SU(2) is only defined modulo an integer. In the third paper we calculate contributions to the stress-energy tensor of higher-spin theory in four dimensional AdS space, and in the last paper of the thesis we compare the free energy of the two dimesional type 0A extremal blackhole and find agreement with the corresponding quantity in a deformed matrix model.

Given the result $v_0$ of a survey and a nested collection of summary statistics that could be used to describe that result, it is natural to ask which of these summary statistics best describe $v_0$. In 1998 Diaconis and Sturmfels presented an approach for determining the conditional significance of a higher order statistic, after sampling a space conditioned on the value of a lower order statistic. Their approach involves the computation of a Markov basis, followed by the use of a Markov process with stationary hypergeometric distribution to generate a sample.This technique for data analysis has become an accepted tool of algebraic statistics, particularly for the study of fully ranked data. In this thesis, we explore the extension of this technique for data analysis to the study of partially ranked data, focusing on data from surveys in which participants are asked to identify their top $k$ choices of $n$ items. Before we move on to our own data analysis, though, we present a thorough discussion of the Diaconis–Sturmfels algorithm and its use in data analysis. In this discussion, we attempt to collect together all of the background on Markov bases, Markov proceses, Gröbner bases, implicitization theory, and elimination theory, that is necessary for a full understanding of this approach to data analysis.

Cette thèse se propose d'étudier des problèmes de classification des groupes quantiques via des invariants issus de leur théorie de représentation. Plus précisément, nous classifions les algèbres de Hopf possédant un semi-anneau de fusion isomorphe à un groupe algébrique réductif donné G. De tels groupes quantiques sont alors appelés G-déformations. Dans cette thèse, nous étudions les cas GL(2) et SO(3). Nous donnons une classification complète des GL(2)-déformations en construisant une famille d'algèbres de Hopf indexées par des matrices inversibles. Nous décrivons leurs catégories de comodules et donnons certains résultats de classification quant à leurs objets de Hopf-Galois. Ensuite, nous donnons une classification des SO(3)-déformations compactes tout en étudiant le cas non-compact. Finalement, la dernière partie de la thèse est une étude de l'algèbre sous-jacente à une certaine famille d'algèbres de Hopf, dont nous exhibons une base. Cette base nous permet de calculer le centre des ces algèbres ainsi que quelques groupes de (co)homologie.

The aim of this work is to study the ring-theoretic properties of the diagonals of a Rees algebra, which from a geometric point of view are the homogenous coordinate rings of embeddings of blow-ups of projective varieties along a subvariety. First we are going to introduce the subject and the main problems. After that we shall review the known results about these problems, and finally we will give a summary of the contents and results obtained in this work. / L’objectiu d’aquesta memòria és l’estudi de les propietats aritmètiques de les diagonals d’una àlgebra de Rees o, des d’un punt de vista geomètric, dels anells de coordenades homogenis d’immersions d’explosions de varietats projectives al llarg d’una subvarietat. En primer lloc, anem a introduir el tema i els principals problemes que tractarem. A continuació, exposarem els resultats coneguts sobre aquests problemes i finalment farem un resum dels resultats obtinguts en aquesta memòria.