Dans cette thèse, nous étudions plusieurs aspects de la radiation de Hawking en présence de violations de l'invariance locale de Lorentz. Ces violations sont introduites par une modification de la relation de dispersion, devenant non-linéaire aux courtes longueurs d’onde. Les principales motivations de ces travaux ont une double origine. Il y a d’une part le développement en matière condensée de trous noirs analogues, ou l’écoulement d’un fluide est perçu comme une métrique d’espace-temps pour les ondes de perturbations et ou la radiation de Hawking pourrait être détectée expérimentalement. D’autre part, il se pourrait que des effets de gravité quantique puissent être modélisés par une modification de la relation de dispersion. En premier lieu, nous avons obtenu des caractérisations précises des conditions nécessaires au maintien de l’effet Hawking en présence de violation de l’invariance de Lorentz. De plus, nous avons étudié l’apparition d’une onde macroscopique de fréquence nulle, dans des écoulements de type trous blancs et également pour des champs massifs. Une autre partie de ce travail a consisté à analyser une instabilité engendrée par les effets dispersifs, ou la radiation de Hawking est auto-amplifiée, générant ainsi un flux sortant exponentiellement croissant dans le temps. / In this thesis, we study several features of Hawking radiation in the presence of ultraviolet Lorentz violations. These violations are implemented by a modified dispersion relation that becomes nonlinear at short wavelengths. The motivations of this work arise on the one hand from the developing field of analog gravity, where we aim at measuring the Hawking effect in fluid flows that mimic black hole space-times, and on the other hand from the possibility that quantum gravity effects might be approximately modeled by a modified dispersion relation. We develop several studies on various aspects of the prob- lem. First we obtain precise characterizations about the deviations from the Hawking result of black hole radiation, which are induced by dispersion. Second, we study the emergence, both in white hole flows or for massive fields, of a macroscopic standing wave, spontaneously produced from the Hawking effect, and known as ‘undulation’. Third, we describe in detail an instability named black hole laser, which arises in the presence of two horizons, where Hawking radiation is self-amplified and induces an exponentially growing in time emitted flux.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Les thèmes abordés et développés dans ce manuscrit ont pour objectif de proposer une nouvelle voie pour tester, d'une manière directe, la symétrie de renversement du temps (T) : voie offerte par le LHC grâce à la production copieuse de baryons beaux, spécialement le Λb dont les canaux de désintégration en ΛV(1-) révèleraient l'existence de nouvelles observables impaires par T. L'accent est mis sur l'importance de la polarisation initiale du Λb produit dans les collisions p-p et, surtout, sur celles des résonances intermédiaires issues du Λb. Nous présentons en premier lieu le cadre théorique du travail effectué et en second lieu les différentes voies concernant la recherche directe de la violation de T. Un modèle phénoménologique étudiant la désintégration Λb → Λ J/Ψ a été développé à partir duquel les distributions angulaires ont été calculées. Une étude approfondie de la reconstruction et de la sélection du canal Λb → Λ J/Ψ est exposée ainsi que celle du canal Bd0→ J/Ψ Ks0 ; canal utilisé pour valider la méthode d'extraction du temps de vie du Λb. Sur un autre plan et grâce au démarrage du LHC, une analyse préliminaire des premières données enregistrées par le LHCb a été effectuée ainsi qu'une première mesure prometteuse de la polarisation de l'hypéron Λ. / The topics discussed and developed in this dissertation aim to propose a new way to test, in a direct manner, the symmetry of time reversal (T): an opportunity is offered by the LHC through the copious production of beauty baryons, especially the Λb whose decay channels in ΛV (1-) would reveal the existence of new odd observables under T. The Emphasis is put on the importance of the Λb initial polarization produced in p-p collisions, and especially those of intermediate resonances coming from Λb. We first present the theoretical framework of this work and secondly the different procedures concerning the direct search of T violation. A phenomenological model considering the decay Λb → Λ J/Ψ has been developed, from which angular distributions are computed. A detailed study of the reconstruction and selection of the channel Λb → Λ J/Ψ is exposed as well as that of the channel Bd0 → J/Ψ Ks0 ; channel used to validate the extraction of the Λb lifetime. On another side and due to the start of the LHC, a preliminary analysis of data recorded by the LHCb has been made. A promising first measure of the hyperon Λ polarization was also performed.

Le cinquième télescope (CT5) du réseau H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) a été inauguré en 2012. H.E.S.S. est destiné à l’observation du ciel austral dans le domaine des rayons γ et CT5, dont le seuil est d’environ 30 GeV, a permis la détection du pulsar de Vela après 24 heures d’observations. Certains scénarios de gravitation quantique (QG) prédisent une violation d’invariance de Lorentz (LIV). Celle-ci se manifeste par l’ajout de termes ∝(E/EQG)n aux relations de dispersion du photon, où E est l’énergie du quanta de lumière, EQG l’énergie caractéristique des processus de QG et n l’ordre de la correction. Cette dépendance en énergie peut être testée par des mesures de temps de vol entre photons reçus de sources astrophysiques variables (noyaux actifs de galaxies), transitoires (sursauts γ) ou encore périodiques (pulsars). Cette thèse présente l’analyse des données recueillies par CT5 sur le pulsar de Vela. Une méthode de maximum de vraisemblance ayant déjà montré sa robustesse sur d’autres types de sources a été adaptée au cas du pulsar de Vela. Aucune déviation des relations de dispersion standard n’est observée, par conséquent des limites sont placées sur EQG. La plus contraignante est obtenue pour une correction linéaire superluminique aux relations de dispersion EQG > 7.0×1015 GeV. / The fifth telescope (CT5) of the H.E.S.S. array (High Energy Stereoscopic System) was inaugurated in 2012. H.E.S.S. is designed to scrutinize the southern γ ray sky and CT5, whose threshold is about 30 GeV, allowed the Vela pulsar detection in 24 hours observation time. Some quantum gravity (QG) scenarios predict a violation of Lorentz invariance (LIV). This could manifest by additional terms ∝(E/EQG)n to the photon dispersion relations, where E is the light quantum energy, EQG the typical scale at which QG processes are expected to occur and n the order of the correction. This energy dependence could be tested by time of flight measurements between photons emitted from variable (active galactic nuclei), transient (gamma ray bursts) or periodical (pulsars) astrophysical sources. This thesis presents the analysis of the CT5 collected data from the Vela pulsar. A maximum likelihood method already successfully applied to other source species has been adapted here to the Vela pulsar. No deviation from standard photon dispersion relations is observed, therefore limits have been placed on EQG. The most restrictive result has been obtained for a superluminal linear correction to the dispersion relations EQG > 7.0×1015 GeV.

Ce travail de thèse a pour objectif d’aider à la compréhension de ce que ressentent les IBODE (Infirmier(ère) de Bloc Opératoire Diplômé(e) d’Etat) dans l’exercice d’une activité professionnelle en pleine évolution : législation réorganisant le système de santé français et impactant fortement les blocs opératoires, nouveaux référentiels d’activités et de compétences IBODE, validation des acquis de l’expérience, actes exclusifs IBODE … Il interroge l’éventuel inconfort psychologique vécu par ces personnels lorsqu’ils ne respectent pas de façon consciente les bonnes pratiques en commettant des violations routinières (Bourrier, 1999), par nécessité ou par commodité (Reason, 2013). Ces soignants prônent en général des valeurs professionnelles telles que le « prendre soin » (Hesbeen, 1997), la rigueur, la sécurité et la qualité des soins, et ressentent un inconfort au regard des violations de quelques natures soient-elles dans la mesure où celles-ci majorent les risques opératoires encourus par les patients. La théorie de la dissonance cognitive (Festinger, 1957) peut aider à la compréhension de tels phénomènes en ce que ces professionnels mobilisent des cognitions incompatibles : sécurité, prévention des risques d’un côté, violations de l’autre. Deux méthodologies complémentaires sont utilisées. L’enquête quantitative avec la méthode du questionnaire permet la mise en correspondance des cognitions, des valeurs, des pratiques perfectibles et des émotions ressenties par les IBODE. Une échelle d’affects auto-rapportés de 20 items est utilisée à cette fin (Lecrique, 2007). L’enquête qualitative par entretiens et leur analyse thématique mettent en évidence différentes stratégies de réduction de dissonance. La discussion finale porte sur le contexte professionnel dans lequel évolue ces professionnels, contexte susceptible de normaliser les violations en générant de ce fait l’accroissement d’une zone accidentogène (Amalberti et al., 2006) aux dépens de la garantie des soins sécuritaires au service du patient. / The aim of this thesis is to raise awareness of how State Qualified Operating Room Nurses deal with the constant evolutions of their professional activity, such as legislation to reorganize the French health system which impacts strongly on operating rooms, new standards of activities and skills for operating room nurses, validation of work knowledge and experience, exclusive operating room acts, etc. It investigates the potential psychological discomfort felt by the personnel when they consciously avoid respecting good practices by committing routine violations (Bourrier, 1999) either through necessity or convenience (Reason, 2013). These nurses generally extoll the virtues of professional health care, notably “taking care” (Hesbeen, 1997), rigour, safety, quality treatment, and feel uncomfortable when committing any sort of violation which could increase the surgical risks for the patient. The theory of cognitive dissonance (Festinger, 1957) can help to understand such phenomenon insofar as these professionals combine incompatible cognitions such as safety and avoiding risks on the one hand, and violations on the other. Two complimentary methodologies are used here. The questionnaire of the quantitative survey allows the cognitions, values, and perfectible practices to be matched with the emotions felt by the nurses. A scale of 20 selfrelated affects is used to achieve this (Lecrique, 2007). The interviews and their thematic analysis of the qualitative survey bring to light different strategies for reducing dissonance. The final discussion deals with the professional context in which the nurses evolve, a context which is likely to normalize violations by generating an increase in accident-prone zones (Amalberti and al., 2006), at the expense of guaranteeing safe treatment in the service of the patient.

Cette thèse est dédiée à l’étude de la violation CP dans les processus ūd→tb̄ e⁻ μ⁻ et W⁻→ l-1 l-2 (q′¯ q)⁺. Il y a des expériences qui cherchent à identifier ces processus au grand collisionneur de hadrons, ou LHC (Large Hadron Collider). Une conséquence de l’observation de ces désintégrations impliquait une brisure de la conservation du nombre leptonique, car ∆L = 2. Si le neutrino est de type Majorana, il est sa propre antiparticule et on peut observer la double désintégration bêta sans émission de neutrino (0νββ). Ce processus est caractérisé par ∆L = 2. Si nous observons des processus similaires à 0νββ, ∆L = 2, au LHC, il y a aussi la possibilité de chercher la violation CP. La mesure de ce type de violation CP nous donnerait des informations sur de la Nouvelle Physique (NP) qui ne pourraient pas être facilement obtenues autrement. Il existe trois types de violation CP : directe, indirecte et cinématique (produit triple). Ce travail relève essentiellement mes études sur deux processus de violation CP, l’un direct et l’autre produit triple. Elles sont présentées dans deux articles qui sont inclus dans cette thèse. Le premier article est consacré au produit triple dans le processus : ūd→tb̄ e⁻ μ⁻ . Le modèle que nous avons considéré n’implique pas de neutrino de Majorana. À l’aide de MadGraph, nous avons étudié la violation CP pour les deux processus mentionnés pour deux versions du LHC, haute luminosité HL-LHC (14 TeV) et haute énergie HE-LHC (27 TeV),et pour un futur collisionneur FCC-hh (100 TeV). Nous trouvons que le produit triple n’est pas mesurable au HL-LHC, peut être mesurable au HE-LHC, et est certainement mesurable au FCC-hh. Dans le deuxième article, nous avons examiné comment générer la violation CP avec des neutrinos droitiers. Le deuxième article porte sur l’étude de la violation CP directe dans la désintégration W⁻→ l-1 l-2 (q′¯ q)⁺ en impliquant deux neutrinos N1 et N 2. Nous avons trouvé que la valeur de l’asymétrie CP peut être mesurée avec une précision de 3σ et que 0.1% ≤ ACP ≤ 10%. / This thesis is dedicated to the study of CP violation in these processes ūd→tb̄ e⁻ μ⁻ et W⁻→ l-1 l-2 (q′¯ q)⁺. There are experiments which search to identify these processes at the "Large Hadron Collider" (LHC). The outcome of the observation of these decays would imply violation of lepton number conservation, ∆L = 2. If the neutrino is a Majorana particle, it is its own antiparticle and we can observe processes that violate the conservation of the lepton number, ∆L = 2. The neutrinoless double beta decay (0νββ), is a process which is characterized by ∆L = 2, occurs when the neutrinos are Majorana particles. If we observe 0νββ-like processes at the LHC, there is also the possibility of looking for CP violation. Measuring this type of CP violation would give us information about New Physics that could not be easily obtained using other methods. There are three types of CP violation, namely: direct, indirect and kinematic (triple product). This research presents studies concerning direct and triple product CP violation. The first paper is devoted to triple products in the process: ūd→tb̄ e⁻ μ⁻. In addition, the model considered does not involve a Majorana neutrino. Using MadGraph, we have numerically studied and evaluated the CP violation for the two mentioned processes for three types of accelerators: high luminosity HL-LHC (14 TeV), high energy HE-LHC (27 TeV) and for a future FCC-hh collider (100 TeV). We found that the triple product is not measurable at the HL-LHC, may be measurable at HE-LHC, and is certainly measurable at FCC-hh. In the second article, we investigated to see how to generate CP violation with right-handed neutrinos. The second article is on the study of direct CP violation the decay W⁻→ l-1 l-2 (q′¯ q)⁺ by involving two neutrinos N1and N2. It is also observed that the value of CP asymmetry can be measured with an accuracy of 3σ and as 0.1% ≤ ACP ≤ 10%.

Cette thèse explore la physique des baryons beaux dans le cadre de l'expérience LHCb. L'axe de recherche considéré porte sur les désintégrations Lambda0_b –> Lambda0 V avec V un méson vecteur tel que J/Psi(mu+mu-), phi(K+K-), omega(pi+pi-pi0) ou encore le mélange rho0-omega0(pi+pi-). Ces processus offrent la possibilité de tester la symétrie CP, dans un secteur (celui des baryons) où aucune violation n'a été observée, et la symétrie T, dont les preuves de sa violation sont limitées. Parmi les autres perspectives envisageables, une mesure précise du temps de vie du Lambda0_b pourrait contribuer à la résolution du puzzle théorico-expérimental aujourd'hui observé. Un modèle phénoménologique des désintégrations Lambda0_b –> Lambda0 V a été développé, à partir duquel les rapports d'embranchement et les distributions angulaires ont été estimés. Une étude approfondie de la reconstruction et de la sélection de ces réactions par le détecteur LHCb montre que le canal Lambda0_b –> Lambda0 J/Psi est le canal phare sur le plan statistique et pureté du signal. La mesure du temps de vie du Lambda0_b est le résultat le plus rapidement accessible ; les contraintes sur les asymétries dues à la violation de CP et la violation de T nécessitent plusieurs années de prise de données, avant d'obtenir un résultat significatif. En outre, un travail instrumental a été mené sur l'électronique de lecture, dite Front-End, des canaux du détecteur de pied de gerbe de l'expérience. Cette contribution comprend la validation des cartes électroniques prototypes et la mise en place des outils requis pour la qualification des 100 cartes de production.

In this doctoral thesis, we study both low- and high-energy observables related to massive neutrinos. Neutrino oscillations have provided indisputable evidence in favour of non-zero neutrino masses and mixings. However, the original formulation of the Standard Model cannot account for these observations, which calls for the introduction of new Physics. Among many possibilities, we focus here on the inverse seesaw, a neutrino mass generation mechanism in which the Standard Model is extended with fermionic gauge singlets. This model offers an attractive alternative to the usual seesaw realisations since it can potentially have natural Yukawa couplings (O(1)) while keeping the new Physics scale at energies within reach of the LHC. Among the many possible effects, this scenario can lead to deviations from lepton flavour universality. We have investigated these signatures and found that the ratios R_K and R_π provide new, additional constraints on the inverse seesaw. We have also considered the embedding of the inverse seesaw in supersymmetric models. This leads to increased rates for various lepton flavour violating processes, due to enhanced contributions from penguin diagrams mediated by the Higgs and Z bosons. Finally, we also found that the new invisible decay channels associated with the sterile neutrinos present in the supersymmetric inverse seesaw could significantly weaken the constraints on the mass and couplings of a light CP-odd Higgs boson.

Ce travail de thèse porte sur l’identification des désintégrations sans charme de mésons beaux neutres en trois corps dont un π0 (B0 d,s → h+h′−π0) en analysant l’échantillon de données de 1.0 fb−1 collecté en 2011 par l’expérience LHCb au LHC. Ces modes sont sensibles aux paramètres de la matrice CKM et permettent de tester certaines prédictions du Modèle Standard liées à la violation de CP. Plusieurs d’entre eux, tels que B0 s → K−π+π0 et B0 s → K+K−π0, n’ont pas été observés précédemment. Il s’agit de la première analyse avec des π0 énergétiques dans LHCb. Pour évaluer les performances du détecteur relatives au π0, des désintégrations D∗+ → D0(→ K−π+π0)π+ ont été sélectionnées. Un échantillon de pions neutres relativement pur et de grande statistique a ainsi pu être extrait. Il est utilisé pour étudier leur étalonnage en énergie ainsi que l’efficacité de l’outil de séparation π0/γ de l’expérience. Les désintégrations radiatives constituent en effet le bruit de fond le plus dangereux pour l’étude des modes B0 d,s → h+h′−π0. Pour sélectionner les événements B0 d,s → h+h′−π0, un algorithme dédié a été mis en place au niveau du système de déclenchement. Il complète les sélections en ligne standards et permet d’augmenter significativement l’efficacité. Sur les événements enregistrés, les bruits de fond évidents, issus principalement de désintégrations de mésons charmés, sont rejetés en appliquant des critères simples. L’échantillon est alors purifié davantage en utilisant une analyse multivariée. Enfin, les informations des détecteurs Cherenkov permettent de séparer les états finals π+π−π0, K±π∓π0 et K+K−π0. Un ajustement simultané des spectres de masse reconstruite du méson beau dans les trois sous-échantillons est utilisé pour extraire les nombres d’événements de signal. Il tient compte des différents bruits de fond restants ainsi que des migrations du signal d’un sous-échantillon à l’autre. Les contributions des modes B0 → π+π−π0, B0 → K+π−π0 et B0 s → K+K−π0 sont clairement établies. Il s’agit de la première observation du mode de désintégration B0 s → K+K−π0. / This thesis work is about the identification of charmless three-body decays of neutral B mesons with a π0 in the final state (B0d,s → h+h′−π0) through the analysis of a 1.0 fb−1 data sample collected in 2011 by the LHCb experiment at the LHC. Those modes are sensitive to CKM parameters and allow to test Standard Model predictions related to CP violation. Some of them, such as B0 s → K−π+π0 and B0 s → K+K−π0, have not been observed previously. This is the first analysis with energetic π0 in LHCb. To evaluate the detector performance for π0, D∗+ → D0(→ K−π+π0)π+ decays have been selected. This provides a clean and high statistics sample of neutral pions used to study their energy calibration as well as the effectiveness of the π0/γ separation tool of the experiment. Radiative decays are indeed the most dangerous backgrounds for the study of B0 d,s → h+h′−π0 modes. To select B0 d,s → h+h′−π0 events, a dedicated trigger algorithm has been implemented. It complements the standard online selections and significantly improves the efficiency. Offline, obvious backgrounds, mainly from charm decays, are rejected applying simple criteria. The sample is then further purified using a multivariate classifier. At last, information from the ring imaging Cherenkov detectors allows to separate π+π−π0, K±π∓π0 and K+K−π0 final states. A simultaneous fit of the reconstructed B mass spectra in the three subsamples is used to extract the signal yields. It accounts for the different backgrounds remaining as well as for the signal crossfeeds from one subsample to the other. The B0 → π+π−π0, B0 → K+π−π0 and B0 s → K+K−π0 contributions are clearly established. This is the first observation of the B0 s → K+K−π0 decay mode.

La mesure de la phase phis violant la symétrie CP dans les désintégrations B_s -> J/psi phi est une des analyses phares de l'expérience LHCb. Le Modèle Standard prédit cette observable avec une faible incertitude théorique. La présence de Nouvelle Physique notamment dans les diagrammes en boucle de l'oscillation B_s - B_sbar peut significativement modifier la mesure de cette phase. Durant cette thèse, nous avons participé à différents aspects de l'analyse des désintégrations B_s -> J/psi phi. Nous avons proposé une sélection multi-variable, basée sur un algorithme d'arbres de décision boostés. Cette nouvelle sélection augmente le nombre de signal B_s -> J/psi phi de 19% mais nécessite une correction temporelle. Une étude portant sur l'origine des distorsions angulaires caractéristiques des désintégrations B_s -> J/psi phi a aussi été menée. Il s'avère que la principale source de distorsion est la géométrie du détecteur LHCb. Nous avons aussi contribué à un autre élément clef de cette analyse : l'étiquetage de la saveur. Afin de connaître la saveur initiale des mésons B, un algorithme d'étiquetage a été développé. Il exploite les traces chargées provenant du hadron B de côté opposé. Nous avons participé à son optimisation ainsi qu'à son étalonnage en étudiant les désintégrations B_d -> J/psi K*. En utilisant l'intégralité des données enregistrées en 2011, soit 1 fb^{-1}, après optimisation et calibration de cet algorithme, la puissance d'étiquetage dans le canal B_s -> J/psi phi est : (2.29 +- 0.07 +- 0.26) %. La valeur de phis mesurée est alors : phis = -0.001 +- 0.101 +- 0.027 rad dans les désintégrations B_s -> J/psi phi. / The measurement of the CP violating phis phase in the B_s -> J/psi phi decays is one of the main goals of the LHCb experiment. The predicted value of this observable by the Standard Model has a small theoretical uncertainty. New Physics could significantly modify this measurement, with the presence of new particles in the B_s-B_sbar oscillation's box diagrams. During this thesis, we participate to many aspects of B_s -> J/psi phi analysis. We proposed a multivariate selection, based on a boosted decision trees algorithm. This new selection adds 19% signal B_s -> J/psi phi but it needs a time correction. We studied the main sources of angular distorsions of B_s -> J/psi phi decays. We found that the detector's geometry has the most important impact on the angular distributions. We participated to another key element of the phis analysis : the flavour tagging. In order to determine the initial B flavour, a tagging algorithm has been developped. It exploits charged tracks originating from the b-hadron opposite to the signal B-meson. We participated to its optimization and calibration, by studing the B_d -> J/psi K* channel. With 1 fb^{-1} corresponding to the whole 2011 data, after the optimization and calibration of this algorithm, the tagging power is measured in the B_s -> J/psi phi channel : (2.29 +- 0.07 +- 0.26) %. The phis measurement in the B_s -> J/psi phi channel is : phis = -0.001 +- 0.101 +- 0.027 rad. The combined analysis of B_s -> J/psi phi and B_s -> J/psi pi^+ pi^- decays gives the most precise measurement of phis = -0.002 +- 0.083 +- 0.027 rad. This measurement is compatible with the Standard Model, but there is still room for New Physics.