Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

The purpose of this thesis is to study, within the framework of Brueckner-Hartree-Fock theory, properties of finite (hypernuclei) and infinite (hyperonic matter) nuclear many-body systems with hyperonic degrees of freedom, and to investigate, in the latter case, the implications which the presence of strangeness has in neutron star properties.

La presente tesis doctoral trata sobre recientes contribuciones en el contexto de super uidos holográ cos. Esto signi ca intentar preguntar y responder cuestiones relevantes acerca de super uidos fuertemente acoplados en el contexto de la conjetura de AdS/CFT. Siendo así, investigamos agujeros negros cargado y campos en un espacio asintóticamente AdS que consideramos buenos candidatos a duales gravitatorios de un super uido. Luego usando el diccionario holográ co vemos qué fenomenología obtenemos para los material que viven en el borde de AdS y esperamos que dicha fenomenología sea relevante. La tesis se organiza de la siguiente manera: Como toda tesis, comienza con una breve introducción al tema, donde se explican conceptos básicos de la conjetura de Maldacena y el Diccionario escrito por Gubser, Klebanov, Polyakov y Witten. Además en dicha introducción se habla sobre algunos de los desafíos actuales en el contexto de materia condensada y sobre cómo la holografía podría ayudar a superar algunos de estos desafíos. Luego se procede a narrar las contribuciones originales del autor al tema, que resumiremos a continuación. En el capítulo 2 se comenta el trabajo fundacional en el tema, por Hartnoll, Herzog y Horowitz para luego ir un paso más allá y estudiar el caso desordenado. El desorden se logra mediante considerando un potencial químico con una dependencia espacial aleatoria. Luego en el capítulo 3 se estudia la Entropía de entrelazamiento de un modelo con parámetro de orden vectorial. Extensión natural de estos dos modelos, imaginamos un super uido holográ co con simetría U(2), que nos acompañará desde el capítulo 4 en adelante. De este último modelo estudiaremos conductividades, modos quasinormales, y su comportamiento ante otras fuentes externas, como la velocidad o un segundo potencial químico.

The Standard model of particle physics provides a successful theory to understand the experimental results of the electroweak and strong interactions. However, it does not have a satisfactory explanation for the hierarchy problem. Many extensions of the Standard Model that solve the hierarchy problem result in new particles. We will study the phenomenology of vector-like fermions resulting in theories where the Higgs boson is typically a pseudo-Nambu-Goldstone boson. In these theories we study the case where a heavy fermion will be heavier than a heavy gluon, and then the channel of a heavy fermion decaying into a color octet is considered. We study this phenomenology at high energy colliders, both the LHC as well as future machines. / O modelo padrão de física de partículas fornece uma teoria bem-sucedida para entender os resultados experimentais das interações eletrofracas e fortes. No entanto, não tem uma explicação satisfatória para o problema de hierarquia. Muitas extensões do Modelo Padrão que resolvem o problema hierarquia resultam em novas partículas. Estudaremos a fenomenologia de férmions vetoriais resultando em teorias onde o bóson de Higgs é tipicamente um bóson pseudo-Nambu-Goldstone. Nessas teorias, estudaremos o caso em que um férmion pesado será mais pesado do que um glúon pesado, e então o canal de um férmion pesado decaindo em um octeto de cor é considerado. Estudamos esta fenomenologia em colisores de alta energia, tanto para o LHC quanto as futuras máquinas.

The Standard model of particle physics provides a successful theory to understand the experimental results of the electroweak and strong interactions. However, it does not have a satisfactory explanation for the hierarchy problem. Many extensions of the Standard Model that solve the hierarchy problem result in new particles. We will study the phenomenology of vector-like fermions resulting in theories where the Higgs boson is typically a pseudo-Nambu-Goldstone boson. In these theories we study the case where a heavy fermion will be heavier than a heavy gluon, and then the channel of a heavy fermion decaying into a color octet is considered. We study this phenomenology at high energy colliders, both the LHC as well as future machines. / O modelo padrão de física de partículas fornece uma teoria bem-sucedida para entender os resultados experimentais das interações eletrofracas e fortes. No entanto, não tem uma explicação satisfatória para o problema de hierarquia. Muitas extensões do Modelo Padrão que resolvem o problema hierarquia resultam em novas partículas. Estudaremos a fenomenologia de férmions vetoriais resultando em teorias onde o bóson de Higgs é tipicamente um bóson pseudo-Nambu-Goldstone. Nessas teorias, estudaremos o caso em que um férmion pesado será mais pesado do que um glúon pesado, e então o canal de um férmion pesado decaindo em um octeto de cor é considerado. Estudamos esta fenomenologia em colisores de alta energia, tanto para o LHC quanto as futuras máquinas.

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Quantum Chromodynamics (QCD) is believed to be the theory of strong interactions. At high energies, it has been successfully applied to explain the interactions in accelerators. At these energies, the method used to do the calculations is perturbation theory. But at low energies, since the strong coupling constant becomes large, perturbation theory is no longer applicable. Hence, one needs non-perturbative approaches. Some of these approaches are based on the fundamental QCD Lagrangian, such as the QCD sum rules or lattice calculations. Some others use an effective theory approach to relate experimental observables one to the other. Chiral Perturbation Theory (ChPT) is one of these approaches. In this thesis, we make a review of chiral perturbation theory and its applications to study the mixing phenomenon between the neutral pseudoscalar mesons eta and eta-prime.

In this thesis various holographic models are treated, which describe theories of fields where an internal symmetry is broken, either in relativistic contexts, or in case of violation of the Lorentz invariance.The first chapter opens with the revision of the notion of symmetry breaking in pure relativistic field theory. The case of spontaneous breaking and the Goldstone theorem are discussed, as well as the case of explicit breaking, where precise Ward identities between conserved current correlators and scalar operators loaded under such current are derived in a completely general way.We then consider two examples of non-relativistic field theories, which will be reproduced by holographic models: a model in which the invariance of boosts is broken by the presence of a chemical potential, and a model of Lifshitz's invariant theory. We show the non-relativistic realization of Ward's identities for the symmetry breaking.In the second chapter we briefly introduce the correspondence gravitation / gauge theory and we revise the central tool of this thesis, the holographic renormalization.In the third chapter, we show how to generate field theories with symmetry breaking by coupling a scalar field to a gauge field, and holographically deriving the Ward identities predicted by the field theory arguments, first in the Relativistic case. We also obtain an analytic expression for the scalar two-point function, where we know how to find the massless boson of Goldstone and the mass of linear mass in the explicit breaking parameter Of the Goldstone pseudo-boson, respectively in the purely spontaneous case and in the case of an explicit small break.We also consider the two-dimensional case on the edge, where we find that Coleman's theorem is eluded in the wide limit of $ N $, and Ward's identities are not affected.For non-relativistic cases, we first consider a non-abelian model in which the Lorentz invariance is broken: this situation makes it possible to observe so-called ~ B bosons which exhibit a quadratic dispersion relation and do not respect Not the law of a single Goldstone mode for each broken generator.Finally, we study in detail the holographic renormalization and the two-point functions for a conserved current and various scalar operators in a space-time of Lifshitz. We also find the Ward identities of symmetry breaking in their non-relativistic realization. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Nesta tese exploramos uma classe de modelos de N-sítios que foram desenvolvidos para produzir grandes hierarquias de escalas. Usando a abordagem de desconstrução dimensional e correspondências apropriadas, esses modelos puramente quadridimensionais coincidem com modelos AdS5 no limite do contínuo, que corresponde ao limite com um grande núumero de grupos de gauge. Por outro lado, no limite em que há poucos grupos de gauge, tais teorias possuem os acoplamentos entre estados excitados e modos zero dos campos muito distintos dos acoplamentos em construções AdS5, resultando em uma rica fenomenologia a ser explorada no Large Hadron Collider (LHC). O problema da hierarquia do Modelo Padrão (MP) é resolvido se o campo de Higgs estão localizado no infravermelho, assim como nas teorias Randall-Sundrum. A hierarquia de massa dos férmions do MP e misturas são obtidas pelas diferentes localizações dos modos zero dos férmions no espaço dos sítios. Essa estrutura é empregada para abordar o problema da hierarquia sob uma nova perspectiva. Nós mostramos que uma descrição efetiva com poucos sítios de uma dimensão extra curva pode implementar os recentemente introduzidos modelos de relaxion, que são uma nova alternativa para explicar a estabilidade radiativa do setor escalar do MP através do mecanismo de relaxação cosmológico. Esses modelos requerem que o campo experimente grandes variações, que s~ao difíceis de serem geradas em um modelo ultravioleta consistente e de serem compatíveis com o espaço compacto do relaxion. Nós propomos um modelo de N-sítios que gera naturalmente essa grande constante de decaimento necessária para abordar esses problemas. No nosso modelo, a matriz de massa dos pseudo Bósons de Nambu-Goldstone (pBNGs), cujo modo zero faz o papel do relaxion, é idêntica à matriz obtida para uma linha de Wilson pBNG na desconstrução de AdS5. / this thesis we explore a class of N-site models that were developed to generate large-scale hierarchies. Using the dimensional deconstruction approach and appropriate matchings, these purely four-dimensional theories coincide with AdS5 models in the continuum limit, which corresponds to the limit with a large number of gauge groups. On the other hand, in the coarse lattice limit such theories have very distinct couplings of the excited states to zero mode fields compared with AdS5 constructions, resulting in a rich phenomenology to be explored at the Large Hadron Collider (LHC). The Standard Model (SM) hierarchy problem is solved if the Higgs field is infrared-localized as in Randall-Sundrum scenarios. The SM fermion mass hierarchy and mixings are obtained by different localizations of zero mode fermions in the theory space. This framework is employed to tackle the electroweak hierarchy problem from a new perspective. We show that an effective few site description of a warped extra dimension can implement the recently introduced relaxion models, which are a new alternative to explain the radiative stability of the SM scalar sector through the cosmological relaxation mechanism. These models require very large field excursions, which are difficult to generate in a consistent ultraviolet completion and to reconcile with the compact field space of the relaxion. We propose an N-site model that naturally generates the large decay constant needed to address these problems. In our model, the mass matrix of the pseudo-Nambu-Goldstone Bosons (pNGBs), whose zero mode plays the role of the relaxion field, is identical to the one obtained for a pNGBWilson line in the deconstruction of AdS5.

Nesta tese exploramos uma classe de modelos de N-sítios que foram desenvolvidos para produzir grandes hierarquias de escalas. Usando a abordagem de desconstrução dimensional e correspondências apropriadas, esses modelos puramente quadridimensionais coincidem com modelos AdS5 no limite do contínuo, que corresponde ao limite com um grande núumero de grupos de gauge. Por outro lado, no limite em que há poucos grupos de gauge, tais teorias possuem os acoplamentos entre estados excitados e modos zero dos campos muito distintos dos acoplamentos em construções AdS5, resultando em uma rica fenomenologia a ser explorada no Large Hadron Collider (LHC). O problema da hierarquia do Modelo Padrão (MP) é resolvido se o campo de Higgs estão localizado no infravermelho, assim como nas teorias Randall-Sundrum. A hierarquia de massa dos férmions do MP e misturas são obtidas pelas diferentes localizações dos modos zero dos férmions no espaço dos sítios. Essa estrutura é empregada para abordar o problema da hierarquia sob uma nova perspectiva. Nós mostramos que uma descrição efetiva com poucos sítios de uma dimensão extra curva pode implementar os recentemente introduzidos modelos de relaxion, que são uma nova alternativa para explicar a estabilidade radiativa do setor escalar do MP através do mecanismo de relaxação cosmológico. Esses modelos requerem que o campo experimente grandes variações, que s~ao difíceis de serem geradas em um modelo ultravioleta consistente e de serem compatíveis com o espaço compacto do relaxion. Nós propomos um modelo de N-sítios que gera naturalmente essa grande constante de decaimento necessária para abordar esses problemas. No nosso modelo, a matriz de massa dos pseudo Bósons de Nambu-Goldstone (pBNGs), cujo modo zero faz o papel do relaxion, é idêntica à matriz obtida para uma linha de Wilson pBNG na desconstrução de AdS5. / this thesis we explore a class of N-site models that were developed to generate large-scale hierarchies. Using the dimensional deconstruction approach and appropriate matchings, these purely four-dimensional theories coincide with AdS5 models in the continuum limit, which corresponds to the limit with a large number of gauge groups. On the other hand, in the coarse lattice limit such theories have very distinct couplings of the excited states to zero mode fields compared with AdS5 constructions, resulting in a rich phenomenology to be explored at the Large Hadron Collider (LHC). The Standard Model (SM) hierarchy problem is solved if the Higgs field is infrared-localized as in Randall-Sundrum scenarios. The SM fermion mass hierarchy and mixings are obtained by different localizations of zero mode fermions in the theory space. This framework is employed to tackle the electroweak hierarchy problem from a new perspective. We show that an effective few site description of a warped extra dimension can implement the recently introduced relaxion models, which are a new alternative to explain the radiative stability of the SM scalar sector through the cosmological relaxation mechanism. These models require very large field excursions, which are difficult to generate in a consistent ultraviolet completion and to reconcile with the compact field space of the relaxion. We propose an N-site model that naturally generates the large decay constant needed to address these problems. In our model, the mass matrix of the pseudo-Nambu-Goldstone Bosons (pNGBs), whose zero mode plays the role of the relaxion field, is identical to the one obtained for a pNGBWilson line in the deconstruction of AdS5.