Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Au delà de la simple définition formelle d'un trou noir comme solution des équations d'Einstein dans le vide, il existe, comme l'a souligné Kip Thorne, depuis 1971 et l'observation du système binaire Cygnus X1, jusqu'aux hypothèses les plus récentes relatives à l'existence de trous noirs supermassifs au centre de nombreuses galaxies, des indices observationnels confortant leur existence dans l'Univers et motivant ainsi leur étude. En physique, nous le savons, pour obtenir des informations essentielles sur les interactions entre particules fondamentales, atomes, molécules, etc..., ainsi que sur la structure des objets composés, nous devons procéder à des expériences de collision ou plus précisément de diffusion. C'est ce qui constitue précisément l'objet de ce travail de thèse. En effet, en analysant comment un trou noir interagit avec son environnement, nous sommes en droit d'attendre des informations essentielles sur ces ''objets invisibles''. Cette étude sera également très utile pour comprendre, notamment, le signal que l'on devrait recevoir, prochainement, par le biais de la nouvelle génération de détecteurs d'ondes gravitationnelles. Ce travail se concentre donc principalement sur les phénomènes sous-jacents aux processus de diffusion par des trous noirs, i.e. les phénomènes de résonance et d'absorption. Toute l'originalité de cette étude repose sur le fait que nous proposons de nous intéresser à ces phénomènes du point de vue d'une théorie semiclassique dite " théorie du moment angulaire complexe ", mettant ainsi au cœur de la physique des trous noirs les concepts de matrice S ainsi que les techniques relatives aux pôles de Regge, tel que l'a suggéré implicitement Chandrasekhar au milieu des années soixante-dix. Cette approche nous permet de donner une interprétation physique, simple et intuitive, des phénomènes de résonance et d'absorption d'un champ, en l'occurrence d'un champ scalaire, massif ou non, par des trous noirs.

Au long de ce manuscrit de thèse je présenterai des effets non linéaires émergents dans les condensats d'exciton-polaritons spineurs. Après un chapitre d'introduction amenant les notions de bases nécessaires, je me concentrerai dans une première partie sur les défauts topologiques quantifiés par des nombres demi-entiers et discuterai leur stabilité, accélération et nucléation en présence de champs magnétiques effectifs. Nous verrons que ces objets se comportent comme des charges magnétiques manipulables démontrant une analogie fascinante avec les monopoles de Dirac. De manière remarquable nous verrons également que ces objets peuvent être utilisés comme des signaux stables pour sonder la physique d'analogues acoustiques de trous noirs. Dans une seconde partie j'étudierai des structures de basse dimensions. Plus particulièrement, je décrirai la formation de solitons de bande interdite et les oscillations de Bloch des exciton-polaritons dans des microfils comportant des structures périodiques et d'autre part les oscillations Josephson à température ambiante dans des paires de micropilliers couplés.

Mes recherches ont eu pour but principal de trouver des signatures astrophysiques des trous noirs dans les systemes binaires d'étoiles. Comme je le montre dans ce mémoire, les astronomies X et γ semblent bien adaptées pour ces recherches. J'ai donc participé à la définition d'instruments X et γ, tout d'abord dans le cadre de la mission franco-russe Granat/Sigma puis dans celui de la mission de l'Agence Spatiale Européenne Integral. Mon rôle y a été de modéliser aussi précisément que possible la réponse des instruments, grâce à des simulations Monte-Carlo. Dans le cadre de la mission Integral, j'ai aussi contribué à définir et à réaliser les étalonnages au sol du satellite complet (étalonnage " end to end "), et à réaliser avec mon étudiant, Michaël Forot, le logiciel pour traiter les données dites " Compton " du télescope Integral/Ibis. Ces études nous ont permis, mon collègue Olivier Limousin et moi, de déposer un brevet sur une nouvelle γ-caméra permettant l'imagerie 3D de sources radioactives. Grâce aux données γ récoltées par Sigma et Integral, j'ai étudié, avec Marion Cadolle- Bel, les systèmes binaires contenant un trou noir de masse stellaire. Celui-ci accréte la matière de l'étoile compagnon donnant lieu à une émission X et γ, dont le processus d'émission, lié principalement à l'effet Compton sur les électrons chauds du plasma entourant le trou noir, est décrit dans le mémoire. Le résultat majeur de ce travail fut l'observation avec l'observatoire Integral du candidat trou noir, Cygnus X-1, en particulier lors d'un changement d'état en juin 2003 et lors de son éruption de septembre 2006. Enfin, j'ai modélisé la signature X/γ de trous noirs, comme il est décrit au chapitre 4. Cette modélisation s'est faite grâce à un modèle que j'ai développé avec Lev Titarchuk, modèle qui montre que le spectre observé de candidat trou noir peut être expliqué en considérant des photons X faisant un effet Compton inverse sur les électrons tombant en chute libre dans le trou noir. Ce modèle original, basé sur des simulations Monte-Carlo en Relativité Générale, a fait l'objet de plusieurs publications. Nous avons aussi étudié l'élargissement de la raie du fer, une autre signature très connue des trous noirs dans le domaine des X mous. Nous avons montré que cet élargissement pourrait être plutôt dû à la propagation des photons de fluorescence dans un vent, ce qui ne nécessiterait pas la présence d'un trou noir. Cet élargissement pourrait donc être une signature de trous noirs controversée. Dans les années à venir, je continuerai la définition de télescopes nouveaux, en particulier en optimisant les performances du projet d'astronomie spatiale Simbol-X. Ce projet prévoit, par le moyen de deux satellites en formation, d'étendre la technique de focalisation par incidence rasante aux rayons X durs afin d'étudier les phénomènes non thermiques de notre Univers. Je superviserai aussi la conception et la réalisation de l'anticoïncidence de Simbol-X, afin d'obtenir un bruit de fond sur les détecteurs aussi faible que possible. Notre expérience sur Simbol-X pourra aussi nous servir, de manière plus générale, de support aux développements de futures missions X et γ, comme par exemple l'observatoire IXO prévu par la NASA et l'ESA. Les futures observations Integral, d'un autre coté, me permettront d'observer les trous noirs accrétants au MeV, et potentiellement, grâce au mode Compton, de mesurer leur état de polarisation, ce qui n'a encore jamais été fait dans cette gamme d'énergie. Enfin, nous développons avec L. Titarchuk un modèle de création de paires électrons-positrons au voisinage d'un trou noir, qui aura de nombreuses conséquences observationnelles qu'il nous faudra étudier.

Thesis (M.S.)--Yale. / "This study was supported in full by United States Public Health Service Grant 2T1 MH-7903." "Publication number 21-1386." Bibliography: p. 81-82.

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Les théâtres afro-descendants contemporains de France, du Brésil et des États-Unis partagent des enjeux esthétiques qui participent d'une poétique commune : la truculence. Les dramaturgies de Koffi Kwahulé, de Suzan-Lori Parks et de Marcio Meirelles (Bando de Teatro Olodum) permettent tout particulièrement de poser les jalons esthétiques et philosophiques de cette poétique contemporaine des corps. La traversée, l'excès (esthétique de la subversion : grotesque, carnavalesque), le salut (philosophie du marronnage) et le bouillonnement (la vibration-jazz qui en résulte), les quatre sèmes qui définissent la truculence, structurent cette poétique qui met en jeu les relations humaines et les mécanismes de domination en interrogeant profondément les violences associées au corps diasporique et contemporain. La poétique de la truculence représente une nouvelle catégorie esthétique de l'altérité se faisant opérateur anthropologique de la conscience diasporique à l'oeuvre. / Contemporary afro-descendant theater plays in France, Brazil and in the US all share the same aesthetic stakes which are part of a common poetics: the truculence. The plays by Koffi Kwahulé, Suzan-Lori Parks and Marcio Meirelles (Bando de Teatro Olodum) make it possible to set the aesthetic and philosophical milestones of this poetics of the contemporary bodies. The crossing, the excess (aesthetic of subversion: grotesque, carnival), the salvation (philosophy of the marronnage) and the boilover (with the jazz-vibration which derives thereof), these four semes which define the truculence, give its shape to this poetics. So as to give way to human relationships and domination mechanisms while deeply questioning the violence associated with the contemporary and diasporic body. The poetics of truculence stands as a new aesthetic category of otherness, set as an anthropological operator of the diasporic consciousness at work. / Os teatros afro-descendentes contemporâneos da França, do Brasil e dos Estados Unidos possuem implicações estéticas que participam de uma poética comum : a truculência. As dramaturgias de Koffi Kwahulé, de Suzan-Lori Parks et de Marcio Meirelles (Bando de Teatro Olodum) permitem, em particular, ancorar as bases estéticas e filosóficas desta poética contemporânea do corpo. A travessia, o excesso (estética da subversão : grotesco, carnavalesco), a salavação (filosofia do marronnage) e a efervescência (a vibração-jazz resultante), os quatro semas que definem a truculência, estruturam esta poética que põe em xeque as relações humanas e os mecanismos de dominação, interrogando profundamente as violências associadas ao corpo diaspórico e contemporâneo. A poética da truculência representa uma nova categoria de alteridade, ao se constituir enquanto operador antropológico da consciência diaspórica em obra.