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Les travaux présentés dans cette thèse ont pour objectif d'apporter à la physique mésoscopique un éclairage concernant la compréhension des propriétés de transport électroniques d'une classe de matériaux récemment découverts : les isolants topologiques.La première partie de ce manuscrit est une introduction aux isolants topologiques, mettant en partie l'accent sur leurs spécificités par rapport aux isolants "triviaux" : des états de bords hélicaux (dans le cas de l'effet Hall quantique de spin en 2 dimensions) ou de surface relativistes (pour les isolants topologiques tridimensionnels) robustes vis-à-vis du désordre.La deuxième partie propose une sonde de l'hélicité des états de bords de l'effet Hall quantique de spin en étudiant les propriétés remarquables de l'injection de paires de Cooper dans cette phase topologique.La troisième partie étudie la diffusion des états de surface des isolants topologiques tridimensionnels dans le régime cohérent de phase. L'étude de la diffusion, de la correction quantique à la conductance (antilocalisation faible) et de l'amplitude des fluctuations universelles de conductance de fermions de Dirac sans masse est présentée. Cette étude est aussi menée dans la cas d'états de surface dont la surface de Fermi présente la déformation hexagonale observée expérimentalement.

Synthetic aperture sonar (SAS) technology has rapidly progressed over the past few years with a number of commercial systems emerging. Such systems are typically based on an autonomous underwater vehicle platform containing multiple along-track receivers and an integrated inertial navigation system (INS) with Doppler velocity log aiding. While producing excellent images, blurring due to INS integration errors and medium fluctuations continues to limit long range, long run, image quality. This is particularly relevant in mine hunting, the main application for SAS, where it is critical to survey the greatest possible area in the shortest possible time, regardless of sea conditions. This thesis presents the simulation, design, construction, and sea trial results for a prototype "active beacon" and remote controller unit, to investigate the potential of such a device for estimating SAS platform motion and medium fluctuations. The beacon is deployed by hand in the area of interest and acts as an active point source with real-time data uploading and control performed by radio link. Operation is tightly integrated with the operation of the Acoustics Research Group KiwiSAS towed SAS, producing one-way and two-way time of flight (TOF) data for every ping by detecting the sonar chirps, time-stamping their arrival using a GPS receiver, and replying back at a different acoustic frequency after a fixed time delay. The high SNR of this reply signal, combined with the knowledge that it is produced by a single point source, provides advantages over passive point-like targets for SAS image processing. Stationary accuracies of < 2 mm RMS have been measured at ranges of up to 36m. This high accuracy allowed the beacon to be used in a separate study to characterise the medium fluctuation statistics in Lyttelton Harbour, New Zealand, using an indoor dive pool as a control. Probability density functions were fitted to the data then incorporated in SAS simulations to observe their effect on image quality. Results from recent sea trials in Lyttelton Harbour show the beacon TOF data, when used in a narrowband motion compensation (MOCOMP) process, provided improvements to the quality of SAS images centred on frequencies of 30 kHz and 100 kHz. This prototype uses simple matched-filtering algorithms for detection and while performing well under stationary conditions, the fluctuations caused by the narrow sonar transmit beam pattern (BP) and changing superposition of seabed multipath often cause dropouts and inaccurate detections during sea trials. An analysis of the BP effects and how the accuracy and robustness of the detection algorithms can be improved is presented. Overcoming these problems reliably is difficult without dedicated large scale testing facilities to allow conditions to be reproduced consistently.

This study looks at the price mechanism of the digital quasi-currency bitcoin. Through statistical analysis of secondary data a probable significant results regarding correlation and regression between price and different independent variables have been established. The final analysis is pointing towards network effects being a part of the determinants for the crypto-currency’s price. Complimentary to the quantitative study explained above, an implementation of hermeneutic analysis based on secondary theoretical sources, journalistic opinion and a professional qualified judgment has aided the author and study in conceptual understanding. This interpretation has semantic character, and takes a Socratic kickoff regarding the nature of bitcoin as a financial instrument. The analysis runs back and forth throughout the course of the study and finally intertwines with qualitative results in the discussion. It is the author’s impression that a significant dimorphism surrounds bitcoin, calling for a conceptual differentiation leading to practical rethinking. The study takes the shape of a case-study conducted over four months. The author’s location during the process of writing was Stockholm Sweden, but the gathered data is of transnational character. / Den här studien tittar på prismekanismen hos den digitala kvasi-valören bitcoin. Genom statistisk analys av sekundärdata har sannolikt signifikanta resultat angående korrelation och linjärregrission mellan pris och olika oberoende variabler ettablerats. Den slutgiltiga analysen pekar mot att nätverksvariabler är delaktiga i avgörandet av krypto-valutans pris. Komplimentärt till den kvantitativa studen förklarad ovanför så har en implementation av hermeneutisk analys basserad på sekundära källor, journalistiska åsikter och ett professionellt kvalifiserat uttalande hjälpt författaren samt studien i dess konceptuella förståelse. Denna tolkning har semantisk karaktär, och tar Sokratisk avstamp gällande bitcoins natur som ett finansielt instrument. Analysen går fram och tillbaka genom uppsatsens gång, för att slutligen sammanvävas med de kvantitativa resultaten i uppsatsens diskussion. Det är denna förfatares intryck att en signifikant dimorphism omsluter bitcoin och kallar för en konceptuel differensiering som leder till praktiskt nytänkande. Studen tar formen av en fallstudie som genomförts om loppet av fyra månader. Författarens plats genom skrivandeprocessen var Stockholm Sverige, men den samlade datan har transnationell karaktär.

Dans ce mémoire, nous présentons trois études effectuées sur un condensat de Bose-Einstein dans un piège très anisotrope. Nous nous intéressons en premier lieu au comportement du nuage thermique à des température proches de la température critique. Nous mettons en particulier en évidence un décalage de la température critique et une réduction de la fraction condensée dûs aux interactions, en bon accord avec une description de type Hartree-Fock du nuage mixte. Dans une seconde partie, nous étudions théoriquement et expérimentalement le taux d'extraction et le mode spatial d'un laser à atomes extrait du condensat par un coupleur radio-fréquence. Nous concluons que les interactions sont en grande partie responsables de la divergence observée. Enfin, nous consacrons un part importante de ce mémoire à l'étude des fluctuations de phase dans un (quasi-)condensat très allongé, étude basée sur la mesure de la distribution en impulsion par spectroscopie de Bragg. Nous mettons en évidence que la distribution en impulsion devient Lorentzienne en présence de fluctuations de phase importantes. Nos mesures de la largeur en impulsion, et l'observation de fluctuations de densité fortement réduites par rapport à une distribution thermique "ordinaire", confirment la validité de l'approche de Bogoliubov pour décrire les quasi-condensats en dimensionnalité réduite.

Nous avons déterminé par diffusion de rayons X le potentiel d'interaction entre deux bicouches, une première adsorbée sur un substrat solide et une deuxième flottant à proximité. Nous montrons que les interactions dans ces systèmes fortement hydratés sont deux ordres de grandeur plus faibles que dans les travaux précédents menés sur des phases multilamellaires. Cette caractéristique est attribuée à la répulsion électrostatique due à la faible fraction de lipides ionisés. Nous avons de plus accès aux potentiels de répulsion entropique, et testons les différents modèles théoriques existants.Les effets d'un champ électrique sur les membranes ont également été étudiés. Nous montrons que le champ induit une tension négative et une rigidité positive, et mène à la déstabilisation d'une bicouche supportée sous certaines conditions.Finalement, nous mesurons les propriétés de membranes chargées par diffusion de rayons X, nous permettant d'accéder aux limites de la théorie de Poisson-Boltzmann.

Nous démontrons qu'il existe une récurrence dans la pensée de Keynes en matière de fluctuations, à savoir que l'investissement est le facteur majeur guidant les fluctuations économiques. La première partie explore les écrits datant d'avant 1925 environ, en analysant les thématiques et problèmes qui en émergent et qui anticipent ceux du Treatise on Money (1930). La seconde partie se focalise sur le Treatise à proprement parler, ainsi que la transition de cet ouvrage à la Théorie Générale de l'Emploi, de l'Intérêt et de la Monnaie (1936) suite à la crise économique du début des années 1930. La troisième et dernière partie aborde ainsi la réponse apportée par la Théorie Générale à ce problème, en démontrant que la théorie de l'investissement qui y est développée est au coeur de son analyse des fluctuations et cycles économiques.

Ce mémoire présente différents aspects des condensats de Bose-Einstein atomiques placés dans un potentiel aléatoire 1D. Nous décrivons en détail les propriétés et la caractérisation du potentiel optique aléatoire utilisé, issu d'un champ de tavelures. Nous abordons alors trois aspects des condensats désordonnés. En premier lieu, quelques propriétés des condensats désordonnés piégés sont caractérisées. En particulier, nous étudions le développement de modulations de densité sur le condensat au cours d'un temps de vol et nous montrons que leur origine n'est pas liée à des fluctuations de phase initiales. Dans un deuxième temps, nous décrivons des propriétés de transport d'un condensat dans le désordre. Nous avons observé la suppression de l'expansion de l'onde de matière dans un potentiel aléatoire 1D et développé un scénario de piégeage, où les interactions jouent un rôle central, permettant de comprendre ces observations. Nous présentons ensuite un travail théorique sur l'expansion du condensat dans un régime dit de faible désordre et nous montrons que le phénomène de localisation d'Anderson peut alors être à l'origine du piégeage de l'onde de matière. Enfin, dans une dernière partie nous abordons l'étude des modes collectifs d'un condensat désordonné. Des mesures sur l'absence de décalage en fréquence des modes dipolaires et quadrupolaires et l'amortissement du mode dipolaire en présence de désordre sont présentées. Enfin, nous mesurons la vitesse de propagation d'un pic de densité et nous en concluons que la vitesse du son n'est pas modifiée par la présence d'un potentiel aléatoire de faible amplitude.

Cette thèse présente une étude des propriétés de transport à basse température d'échantillons de graphène exfolié. Une première série de mesures menée à une température de 4 Kelvins sur des échantillons contactés par des électrodes constituées d'une bicouche titane/or révèle les phénomènes d'effet Hall quantique et de fluctuations universelles de conductance. L'effet Hall présente une quantification demi-entière propre au graphène. Le caractère universel des fluctuations de conductance est confirmé par les mesures, et une réduction de la longueur de cohérence de phase est observée au point de Dirac. Une autre série d'échantillons, connectés par des électrodes en titane/aluminium, permet l'étude de l'effet de proximité supraconducteur dans le graphène. Ces mesures sont réalisées à des températures comprises entre 100mK et 1K. Dans un premier échantillon, elles font apparaitre le phénomène de réflexions d'Andreev multiples et un précurseur de l'effet Josephson, ainsi qu'une amplification des fluctuations universelles de conductance lorsque les électrodes sont dans l'état supraconducteur. Dans un second échantillon, la présence de localisation forte tend à diminuer l'amplitude des fluctuations universelles de conductance, entrant ainsi en compétition avec l'effet de proximité.