In this Thesis, we propose to analyze three different aspects of Fundamental Physics.The first part is devoted to the detailed study of what is called "unconventional supersymmetry" in three and four dimensions for Abelian and non-Abelian internal groups. We show the dynamical content of the odd-dimensional theory, counting at the same time the local degrees of freedom for some particular sectors of the phase space. In the non-Abelian three-dimensional case, some black hole solutions are presented, including their Killing spinors. In four dimensions, the supersymmetry is broken explicitly and a standard Dirac Lagrangian coupled with the electromagnetic field and the background geometry is obtained.In the second part, the dynamical content for the free and gauge coupled massless Rarita-Schwinger theory is presented. We are able to do that through the Dirac's Hamiltonian formalism and the Faddeev-Jackiw method, showing at the same time the symmetries of the theory. It is shown that in the gauge extended theory, which includes extra fermionic fields to restore the fermionic symmetries of the free case, the anticommutator of the Rarita-Schwinger field in the canonical quantization is not positive definite in general.As the graphene has been proposed as an on ``table-top laboratory" for some Quantum Gravity scenarios, in the third part of this Thesis we clarify some subtle features of strained graphene in order to manage properly this material. We show particularly that the pseudo-magnetic field induced by the in-plane strain tensor field cannot emerge from a Quantum Field Theory in curved spacetime approach (bottom-up approach) but from the detailed analysis of the tight-binding Hamiltonian of pi electrons in graphene (top-down approach) instead. / Dans cette Thèse, nous nous proposons d'analyser trois aspects différents de la Physique Fondamentale.La première partie est consacrée à l'éude détaillée de ce qu'on appelle "supersymétrie non conventionnelle" à trois et quatre dimensions pour des groupes internes abéliens et non abéliens. Nous montrons le contenu dynamique de la théorie de la dimension impaire, comptant en même temps les degrés de liberté locaux pour certains secteurs particuliers de l'espace des phases. Dans le cas tridimensionnel non-abélien, certaines solutions de trous noirs sont présentées, y compris leurs spinors de Killing. En quatre dimensions, la supersymétrie est brisée explicitement et un Lagrangien de Dirac standard couplé à l'électromagnétisme et à la géométrie d'arriére-plan est obtenu.Dans la deuxième partie, le contenu dynamique de la théorie de Rarita-Schwinger libre et couplée à un champ de jauge sans masse est présenté. Nous sommes en mesure de le faire par le formalisme Hamiltonien de Dirac et la méthode dite de Faddeev-Jackiw, en montrant en même temps les symétries de la théorie. Il est démontré que dans la théorie étendue de jauge, qui comprend des champs fermioniques supplémentaires pour restaurer les symétries fermioniques du cas libre, l'anticommutator du champ Rarita-Schwinger dans la quantification canonique n'est pas définiti positif en général.Comme le graphène a été proposé comme un "laboratoire de table" pour certains scénarios de gravité quantique, dans la troisième partie de cette Thèse, nous clarifions certaines caractéristiques subtiles du graphène sous tension afin de gérer correctement ce matériel. Nous montrons en particulier que le champ pseudo-magnétique induit par le champ tensoriel de déformation dans le plan ne peut pas émerger d'une théorie de champ quantique dans un espace courbe (approche bottom-up), mais bien à partir de l'analyse détaillée de l'Hamiltonien tight-binding des pi électrons dans le graphène (approche top-down). / En esta Tesis se propone analizar tres aspectos diferentes de la Física Fundamental.La primera parte está dedicada al estudio detallado de lo que ha pasado a llamarse "supersimetría no convencional" en tres y cuatro dimensiones para grupos internos abelianos y no abelianos. Se muestra el contenido dinámico en dimensiones impares de la teoría, contando al mismo tiempo los grados de libertad locales para ciertos sectores del espacio de fases. En el caso tridimensional no abeliano, se presentan algunas soluciones de agujeros negros, incluyendo sus espinores de Killing. En cuatro dimensiones, la supersimetría está rota explícitamente y se obtiene un lagrangiano estándar de Dirac acoplado con el campo electromagnético y la geometría de fondo.En la segunda parte, se presenta el contenido dinámico de la teoría de Rarita-Schwinger libre y con acoplamiento gauge. Esto se puede hacer a través del formalismo hamiltoniano de Dirac y el método de Faddeev-Jackiw, mostrando al mismo tiempo las simetrías de la teoría. Se observa que en la teoría gauge extendida, la cual incluye campos fermiónicos extra para restaurar la simetría fermiónica del caso libre, el anticonmutador del campo de Rarita-Schwinger no es definido positivo en la cuantización canónica.Ya que el grafeno se ha propuesto como una "mesa de laboratorio" para algunos escenarios de gravedad cuántica, en la tercera parte de esta Tesis se clarifican algunas características sutiles del grafeno extendido con el objetivo de manejar debidamente el material. Se muestra particularmente que el campo seudo-magnético inducido por el campo de tensión planar no puede emerger de una teoría cuántica de campos en espacios curvos (abordaje top-down), sino de un análisis detallado del hamiltoniano tight-binding de los electrones pi en el grafeno (abordaje bottom-up). / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished
| Identifer | oai:union.ndltd.org:ulb.ac.be/oai:dipot.ulb.ac.be:2013/258427 |
| Date | 29 September 2017 |
| Creators | Pais Hirigoyen, Pablo |
| Contributors | Henneaux, Marc, Zanelli, Jorge, Detournay, Stéphane, Barnich, Glenn, Boulanger, Nicolas, Giribet, Gaston |
| Publisher | Universite Libre de Bruxelles, Université libre de Bruxelles, Faculté des Sciences – Physique, Bruxelles |
| Source Sets | Université libre de Bruxelles |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:ulb-repo/semantics/doctoralThesis, info:ulb-repo/semantics/openurl/vlink-dissertation |
| Format | 1 v. (192 p.), 3 full-text file(s): application/pdf | application/pdf | application/pdf |
| Rights | 3 full-text file(s): info:eu-repo/semantics/closedAccess | info:eu-repo/semantics/restrictedAccess | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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