Parmi les problèmes auxquels sont confrontés la cosmologie et l'astrophysique modernes, celui de la matière noire occupe une place particulière, résistant depuis de nombreuses décennies à la sagacité des théoriciens et au savoir-faire des expérimentateurs. Le problème en lui-même s'énonce simplement : de nombreuses mesures astrophysiques indirectes indiquent que la masse contenue dans notre univers semble dominée par de la matière d'un type nouveau, que l'on a encore jamais détecté directement, on l'appelle la matière noire. L'hypothèse qu'elle puisse être constituée de nouvelles particules intéresse grandement les physiciens des particules, dont les théories prédisent l'existence de telles particules : la matière noire est un des thèmes majeurs de l'astrophysique des particules. Cette habilitation à diriger des recherches est centrée sur la recherche de matière noire sous la forme de particules nouvelles, et plus particulièrement à la détection indirecte, pour laquelle on cherche les particules issues des annihilations de la matière noire plutôt que la particule originale elle-même. Dans ce cadre, je présenterai les études du rayonnement cosmique que j'ai menées, en collaboration avec diverses équipes. En particulier, l'étude de l'antimatière qu'il contient, permet de tirer des conclusions sur la matière noire.

Le contexte de ce travail peut être rattaché à la M-théorie d'Horava-Witten dans laquelle l'Univers a pu connaître une étape à 5 dimensions mais aussi aux théories de Baryogénèse via Leptogénèse qui impliquent de hautes températures de réchauffage après l'Inflation. Le modèle cosmologique étudié se situe dans le contexte d'une supergravité à 5 dimensions avec l'extra-dimension compacte de type $S1/Z_2$, où les champs de matière et de jauge vivent sur une des deux membranes localisées aux point fixes de l'orbifold et où les champs de supergravité se propagent dans l'ensemble des dimensions spatiales. En faisant l'hypothèse que la matière noire est composée de Neutralino, qui est dans notre modèle la particule supersymétrique la plus légère, nous avons montré qu'il existe des courbes de contraintes entre la taille de l'extra-dimension et la température de réchauffage de l'Univers après l'Inflation. Les contraintes proviennent, d'une part, des mesures de la quantité de Matière Noire dans l'Univers, et d'autre part, du modèle de la Nucléosynthèse Primordiale des éléments légers

L'utilisation des supernovae de type Ia comme indicateurs de distance est un pilier du modèle de concordance actuel en cosmologie. Le travail d'instrumentation présenté dans la première partie a été réalisé dans le cadre d'un projet utilisant ces objets, le satellite SNAP, qui nécessite la spatialisation d'un grand plan focal comportant des détecteurs CCD pour le visible et APS pour l'infra-rouge. Pour tester la lecture de ces détecteurs à très bas bruit, nous avons construit deux bancs de test cryogéniques et étudié en détail un ASIC analogique. La deuxième partie est l'analyse de données existantes dans le cadre de notre modèle "calorimétrique", pour améliorer l'utilisation des SN Ia comme étalons. Le programme GRATIS calcule le dépot d'énergie radioactive dans la supernova. La comparaison avec les puissances lumineuses mesurées est satisfaisante. D'autres pistes incluent l'évolution des spectres en phase tardive et l'observation d'un saut de couleur baptisé "rayon vert".

La formation des structures dans l'univers demeure une des interrogations majeures en cosmologie. La croissance des structures dans le régime linéaire, où l'amplitude des fluctuations est faible, est bien comprise analytiquement, mais les simulations numériques à N-corps restent l'outil principal pour sonder le régime "non-linéaire" où ces fluctuations sont grandes. Nous abordons cette question d'un point de vue différent de ceux utilisés couramment en cosmologie, celui de la physique statistique et plus particulièrement celui de la dynamique hors-équilibre des systèmes avec interaction à longue portée. Nous étudions une classe particulière de modèles 1-d qui présentent une évolution similaire à celle rencontrée dans les modèles 3-d. Nous montrons que le clustering spatial qui se développe présente des propriétés (fractales) d'invariance d'échelles, et que des propriétés d'auto-similarité apparaissent lors de l'évolution temporelle. D'autre part, les exposants caractérisant cette invariance d'échelle peuvent être expliqués par l'hypothèse du "stable-clustering". En suivant une analyse de type halos sélectionnés par un algorithme "friend-of-friend", nous montrons que le clustering non-linéaire de ces modèles 1-d correspond au développement d'une éhiérarchie fractale statistiquement viriélisée". Nous terminons par une étude formalisant ue classification des interactions basée sur des propriétés de convergence de la force agissant sur une particule en fonction de la taille du système, plutôt que sur les propriétés de convergence de l'énergie potentielle, habituellement considérée en physique statistique des systèmes avec interaction à longue portée.

Le SuperNova Legacy Survey (SNLS) est un programme de détection et de suivi photométrique de plusieurs centaines de supernovæ de type Ia (SNe Ia) dont l'objectif est de retracer l'histoire de l'expansion cosmologique afin d'en déduire une caractérisation de la nature de l'énergie noire, c'est-à-dire une mesure de son paramètre d'état wDE. La prise de données du SNLS est arrivée à son terme en juillet 2008 après 5 ans de programme. Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse a consisté en l'analyse de ces 5 ans de données SNLS et la photométrie des 419 SNe Ia détectées et spectroscopiquement identifiées. Pour chaque supernova, les courbes de lumière dans les bandes gMrMiMzM sont produites, calibrées et ajustées par un modèle spectrophotométrique. Une nouvelle méthode de photométrie, sans rééchantillonnage des pixels des images, est également implémentée dans le cadre de cette thèse. En préservant les propriétés statistiques des pixels, elle permet de mieux contrôler les incertitudes sur la mesure des flux, et par là même, la précision sur la mesure des paramètres cosmologiques qui s'en déduit. Les performances des deux méthodes sont testées et comparées sur les étoiles de calibration et les supernovae. Si la photométrie sans rééchantillonnage permet une estimation plus exacte des incertitudes de mesure du flux, la précision et la stabilité des deux méthodes sont quant à elles similaires. Un lot de SNe Ia de statistique et de qualité inédites est maintenant disponible pour l'analyse de cosmologie. Avec le complément de supernovæ proches de programmes extérieurs, une contrainte à 5% sur la nature du paramètre d'état de l'énergie noire est donc pour la première fois envisageable.

<p> </p><h1>Abstract</h1><p><strong>Datum</strong> 2009-06-05</p><p><strong> Författare</strong> Jan Boman                          1986-05-26 – 8518                    Aleksei Trosjtjij                     1987-05-31 – 9633</p><p><strong> Nivå</strong> Kandidatuppsats i Företagsekonomi, 15 hp</p><p><strong> Handledare </strong>Håkan Boter</p><p><strong> Titel </strong>Avgiftsbelagd musikkonsumtion – En studie om IPRED och framtida  finansiering av skivbolag.</p><p><strong>Problem </strong>Kan skivbolagens verksamhet finansieras genom tillägg av en fast extra avgift för slutanvändarnas bredbandsuppkoppling i utbyte mot obegränsad nedladdning av musik? Skulle ett system av den här typen kunna vara en hållbar lösning på dagens problem med olaglig nedladdning av musik?</p><p><strong> Syfte </strong>Denna uppsats huvudsakliga syfte är att genom en explorativ studie undersöka underlaget för alternativ finansiering av skivbolags verksamhet efter införandet av IPRED-lagen. Vidare ämnar vi undersöka hur om ett alternativt system för konsumtion av musik är genomförbart.</p><p><strong> Metod </strong>Vi har valt att använda en kvantitativ metod i denna undersökning. Den huvudsakliga delen av undersökningen gjordes genom en enkätundersökning som besvarades av studenter på campusområdet samt ett frågeformulär som besvarades av ett antal skivbolag. De besvarade enkäterna och frågeformulären har sedan sammanställts och analyserats med hjälp av relevanta teorier inom bland annat marknadsföring samt finansiering.</p><p><strong> Slutsats </strong>Utifrån vår undersökning kan vi dra slutsatsen att det finns en efterfrågan på ett   system av den typ vi föreslår. Vi ser dock även att många i dagsläget kommer att fortsätta med olaglig nedladdning och fildelning av musik. Utifrån detta drar vi slutsatsen att IPRED-lagens framtida effekter kommer att spela en avgörande     roll för skivbolagens framtida intäkter. Undersöknings många parametrar i kombination med det faktum att IPRED-lagen i nuläget endast varit i bruk en kortare tid omöjliggör dock några definitiva slutsatser kring finansieringen av skivbolagens verksamhet med hjälp av ett system som vi föreslår. Däremot ser vi att betalningsviljan hos våra respondenter sammanfaller relativt väl med det pris skivbolagen efterfrågar. Utifrån vår undersökning ser vi tydliga tecken på att betalningsviljan kan komma att öka i framtiden förutsatt att en bra och smidig tjänst finns tillgänglig.<strong> </strong></p><p><strong> Sökord </strong>Bredband, bredbandsabonnemang, extra avgift, Internet, IPRED-lagen, finansiering, musikkonsumtion, skivbolag, upphovsrätt.</p>

<p>Syftet med detta arbete är att undersöka olika aspekter av situationen för elever i behov av extra utmaningar inom matematiken. Detta är en målgrupp som det sällan finns tid eller resurser i skolan ägna sig åt. De är ändå enligt Lpo 94 berättigade till en undervisning som är anpassad till deras behov. Vi vill därför lyfta fram olika sätt som detta kan arbetas med. I studien har vi genomfört semistrukturerade intervjuer av åtta pedagoger på två skolor, fyra från vardera skola. Pedagogerna var alla klassrumspedagoger och detta val av intervjugrupp valde vi då dessa pedagoger ofta står ensamt ansvariga för att bemöta dessa elever. Vi har lyckats tagit fram en kategorisering av bakgrund till varför elever får behov av extra utmaningar. Vi berör även olika sorters extra utmaningar som behövs, skillnader mellan elever som är i behov av extra utmaningar ibland och de som är det ofta och slutligen försöker vi även ge en mera övergripande bild av hur situationen för elever i behov av extra utmaningar verkar vara.</p>

Progress

Avec la découverte étonnante que l'univers se trouve à présent dans une phase d'expansion accélérée, il y a dix ans, la cosmologie entra dans ce que l'on peut nommer l'ère de la cosmologie à haute précision. Les contraintes actuelles indiquent un modèle cosmologique à géométrie plate, où la plus grande partie du contenu en masse-énergie de l'univers est contribuée par une composante inconnue, souvent appelée l'`énergie noire', qui contribue environ soixante-dix pour cent à la densité totale de l'univers. Dans ce modèle, la matière baryonique ordinaire et la radiation ne contribuent qu'environ cinq pour cent, et la matière noire contribue vingt-cinq pour cent. Les propriétés mesurées de l'énergie noire étant consistant avec celles d'une Constante Cosmologique, $Lambda$, ce modèle standard cosmologique est connu sous le nom du modèle `$Lambda$-Cold-Dark-Matter' (`$Lambda$CDM'). Malgré son succes, ce modèle souffre de plusieurs problèmes. L'existence d'une Constante Cosmologique soulève des problèmes fondamentaux concernant sa nature physique, et beaucoup d'auteurs traitent le `problème de coîncidence'. Des essais de la décrire comme la contribution du vide quantique faillissent quantitativement. En conséquent, un grand nombre de modèles alternatifs a été développé, qui tentent décrire la composante d'énergie noire: des loi modifiés de la gravitation, de dimensions supplémentaires, les modèles de Quintessence. Aussi, des effets astrophysiques qui miment une expansion accélérée ont été considérés. Dans ce manuscrit, on expose les bases théoriques et observationneles du modèle $Lambda$CDM et les divers approches théoriques à expliquer l'énergie noire. Un autre problème du modèle standard provient de la dépéndance des résultats de l'analyse des données sur des hypothèses qui sont présentes dans les analyses pour l'extraction des paramètres. Il s'agit des hypothèses sur la physique, mais aussi des dépéndances des paramétrages notamment des propriétés de l'énergie noire. Aujourd'hui, des analyses combinées de divers sondes cosmologiques sont effectuées afin d'extraire les paramètres du modèle, dont le nombre peut s'élever jusqu'à vingt, dépendant des suppositions de modèle. De différentes hypothèses (géométrie plate, équation d'état de l'énergie noire constante, hypothèses sur la physique du CMB comme la vitesse du son ou le spectre de puissance initial,...) sont appliquées, qui peuvent dangereusement biaiser les résultat de l'analyse. La présence d'une mauvaise hypothèse, où une application d'un paramétrage non-approprié de la physique, pourra entraîner qu'on mesure à haute précision quelque chose qui n'est pas là. Nous montrons que, dû à la haute précision des mesures cosmologiques modernes, des approches purement cinématiques à la cosmologie ne permettent plus d'extraire des résultats fiables sur l'expansion de l'univers. Dans l'analyse des données cosmologiques on doit par conséquent se servir de la relation (exacte) intégrale pour les distances cosmologiques. Nous discutons le problème de dégénéréscence analytique entre les paramètres cosmologiques qu'introduit l'utilisation de cette relation. Puis, les résultats principaux de ce travail sont présentés. Ils concernent notamment la validité du paramétrage de l'équation d'état de l'énergie noire de Chevallier, Polarski, et Linder, et les éffets d'une évolution en redshift des magnitudes apparentes des Supernovae du type Ia.

L'Univers, en dehors de notre Galaxie, est baigné de nombreux rayonnements, le principal étant observable dans le domaine des ondes radio centimétriques et millimétriques: le fond cosmologique (ou CMB pour {\it Cosmic Microwave Background}), corps noir de température actuelle 2.7 Kelvin. Découvert dans les années soixante, et largement étudié depuis pour ses infimes fluctuations de température et de polarisation, il se propage librement depuis une époque située environ 400000 ans après le big-bang. Il nous renseigne sur l'état de l'Univers primordial, sur son contenu, ainsi que sur certains processus physiques ayant eu lieu ultérieurement, comme la réionisation ou la formation des amas de galaxie. Un autre rayonnement d'importance cosmologique a été découvert il y a seulement quatorze ans dans les données du satellite COBE, mais ici dans le domaine de l'infrarouge lointain, vers 200 microns de longueur d'onde: le {\bf rayonnement fossile des galaxies}, ou fond diffus extragalactique infrarouge. Il est environ 50 fois moins intense que le fond cosmologique (pic à pic, ou de 20 à 40 fois moins en intégrale). Cette détection a constitué une grande surprise vu la grande intensité relative de l'infrarouge lointain par rapport à la partie visible provenant directement des étoiles. Ce fond diffus a pour origine l'émission de toutes les galaxies depuis leur formation, et résume ainsi toute leur histoire. Il est donc permis d'écrire, presque sans ironie, que {\bf la nuit n'est pas noire}, dans la mesure où, si nos yeux (avec le concours d'une hypothétique fenêtre atmosphérique) étaient sensibles aux rayonnements infrarouge lointain, millimétrique et centimétrique, ils verraient une nuit brillante de rayonnements cosmologiques. Notons que la question de la nuit noire - connue sous le nom de paradoxe d'Olbers Chéseaux - est ancienne, fertile, et touche aux fondements de la description et la compréhension de notre Univers physique, de son origine et de son évolution. Mesurer précisément ce rayonnement de fond infrarouge et comprendre la nature des galaxies qui en sont à l'origine et leur évolution, constituent l'une des thématiques importantes de la cosmologie observationnelle d'aujourd'hui. Je détaille, dans ce manuscrit de HDR, quelques-unes de mes contributions à l'étude statistique des galaxies infrarouges, à la mesure et l'interprétation du rayonnement extragalactique, et esquisse quelques perspectives. Le document de la HDR -- soutenue le 21 septembre 2010 à l'Institut d'Astrophysique Spatiale, Orsay -- et ses annexes sont disponibles en ligne sur http://www.ias.u-psud.fr/dole/hdr/