Thèse soutenue

Délais temporels dépendants de l’énergie induits par une violation d’invariance de Lorentz : discrimination des effets intrinsèques aux sources avec un modèle de bazar et préparation aux études de populations avec H.E.S.S. MAGIC et VERITAS

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Auteur / Autrice : Christelle Levy
Direction : Julien BolmontHélène Sol
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique de l'univers
Date : Soutenance le 11/10/2021
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Physique nucléaire et hautes énergies (Paris ; 1997-....) - LUTH Laboratoire Univers et Théories (Observatoire de Paris - Section de Meudon)
Jury : Président / Présidente : Pascal Vincent
Examinateurs / Examinatrices : Nikolaos Mavromatos, Garret Cotter
Rapporteurs / Rapporteuses : Oscar Blanch Bigas, Elina Lindfors

Résumé

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Certains modèles de gravitation quantique, développés en vue d'une unification de la relativité générale et de la mécanique quantique, prédisent une violation de l'invariance de Lorentz (VIL) à l'énergie de Planck, induisant une vitesse des photons dans le vide dépendante de leur énergie. La VIL peut être sondée grâce à la recherche de délais temporels dépendant de l'énergie dans les émissions aux TeV de sources gamma distantes et variables telles que les noyaux actifs de galaxies, sursauts gamma et pulsars. Toutefois, des délais temporels peuvent également être générés par les processus radiatifs de ces sources qui nécessitent donc d'être étudiés, en particulier grâce à la modélisation des mécanismes d'émission. Ce manuscrit présente un modèle de blazar dépendant du temps basé sur un scénario leptonique, et l'étude des délais intrinsèques obtenus ainsi que leurs propriétés. De fortes corrélations et symétries entre les délais temporels dans les domaines des rayons X et gamma sont mises en évidence, qui peuvent être utilisées pour différencier les effets intrinsèques des effets de propagation. Contrairement au VIL, les délais intrinsèques ne dépendent pas directement de la distance de la source. Ces deux effets pourraient donc également être séparés grâce à une analyse multi-sources. Un consortium a été formé entre H.E.S.S., MAGIC et VERITAS afin d'élargir le catalogue de données exploitables. Un logiciel d'analyse poussée a été développé dans le but de tester et calibrer une nouvelle méthode standardisée de combinaison de données, menant à des contraintes sur l'échelle en énergie de gravitation quantique à la fois fortes et robustes.