At : Institut d’astrophysique de Paris, salle des séminaires, 98 bis boulevard Arago, 75014 Paris , on 14:00

Primordial fluctuations encode imprints of high-energy physics from the early Universe, ultimately recorded in spatial correlation functions. While new physics can leave distinctive signatures in these correlators, a complete dictionary linking inflationary theories to observations is still lacking. Computing these correlators is technically challenging, and their mathematical structure remains poorly understood. This thesis develops new techniques to compute and study cosmological correlators and explores their rich phenomenology. The first part introduces off-shell perturbative methods, revealing the singularity structure and factorisation of correlators while simplifying computations. We establish cosmological largest-time equations relating in-in branches via analytic continuation, paving the way for recursion relations connecting modern scattering amplitudes to cosmology. A novel saddle point technique also uncovers hidden non-analytic signals, shedding light on bulk inflationary dynamics. The second part focuses on boost-breaking physics. We identify a new discovery channel for heavy particles when the Goldstone boson of broken time translations has a reduced speed of sound. This signal appears as a resonance in mildly-soft kinematic configurations, allowing mass reconstruction. We also show that massive spinning particles coupled to a helical chemical potential generate large parity-violating correlators via emergent non-locality. The final part presents the cosmological flow, in which correlators satisfy universal time evolution equations. Automating their solution enables exact results for inflationary fluctuations for all theories, providing powerful insights into inflationary physics.

At : auditorium de Thales TRT à Laboratoire Albert Fert CNRS, Thales, Université Paris-Saclay 1 avenue Augustin Fresnel 91767 Palaiseau Cedex , on 15:30

La spin-orbitronique exploite l’interaction spin-orbite (SO) dans ses dispositifs. De récents travaux démontrent une forte augmentation du facteur de mérite grâce à la polarisation du moment magnétique orbital donnant naissance au domaine émergent de l’orbitronique. Ici, nous explorons expérimentalement et théoriquement la contribution du moment orbital aux couples magnétiques dans des empilements élaborés par pulvérisation cathodique comprenant l’interface Cu|CuOx. Les mesures de seconde harmonique et de la magnétoresistance unidirectionnelle (UMR) montrent une augmentation du couple sur l’élément de transition 3d de Co dans les systèmes Co|Pt|Cu|CuOx avec un maximum pour une épaisseur de Pt de 4nm ; ainsi que la génération de courants orbitaux dans les systèmes Co|Cu|CuOx et Ta|Pt|Co|Cu|AlOx. En mesurant une augmentation de la longueur de décohérence transverse du courant de spin dans le Co, nous démontrons que cette augmentation dans Co|Pt|Cu|CuOx observée à forte épaisseur de Co, est d’origine orbitale et non due à une conversion en courant de spin dans le Pt. A cet égard, nous avons développé un modèle multi-orbital 5d du Pt, intégrant des diffusions assistés par l’interaction SO, rendant possible une conversion orbitale en spin comme observée. La deuxième étude porte sur la croissance par épitaxie à jet moléculaire d’échantillons cristallins Co|Cu|CuOx. Les caractérisations magnétiques et de rayons X démontrent une structure hexagonale de direction (0001) des empilements. Les mesures de seconde harmonique révèlent un couple orbital et une UMR anisotrope selon les directions cristallines.

At : petit amphi, 530 Rue André Rivière LPTMS, 91400 Orsay , on 09:00

Cette thèse développe des outils ana- lytiques exacts pour l’étude de systèmes sto- chastiques avec fortes corrélations, en s’inté- ressant particulièrement aux statistiques ex- trêmes, aux statistiques d’écarts et aux sta- tistiques de comptage dans des systèmes à plusieurs corps. Une contribution centrale est l’introduction des variables conditionnellement indépendantes et identiquement distribuées, des variables aléatoires qui deviennent indé- pendantes une fois conditionnées sur des para- mètres latents. Cette structure émerge naturel- lement dans les systèmes soumis à des méca- nismes de réinitialisation stochastique, qui in- duisent des corrélations à longue portée. Ces prédictions théoriques sont confron- tées à des résultats numériques et expérimen- taux, notamment pour des particules diffu- sives dans un piège harmonique à raideur fluc- tuante.

At : Laboratoire de physique de l’Ecole normale supérieure, 24 rue Lhomond, 75005 Paris, salle Conférence IV , on 14:15

At : Instituto de Matemática Pura e Aplicada (IMPA), Estrada Dona Castorina, 110 – Jardim Botânico, 22460-320, Rio de Janeiro, Brésil, Salle 201 , on 14:00

Nous étudions les propriétés statistiques de la dispersion Lagrangienne dans des champs de vitesse aléatoires de type turbulent, en particulier rugueux en espace, en mettant l’accent sur l’interaction entre l’intermittence à petite échelle et le transport des particules. En nous appuyant sur le modèle classique de Kraichnan, nous introduisons une extension intermittente (multifractale) où le champ de vitesse reste blanc en temps et rugueux en espace, mais présente une intermittence spatiale, modélisée à l’aide de la théorie du chaos multiplicatif Gaussien. Cette construction fournit un cadre probabiliste permettant de prendre en compte les fluctuations intermittentes observées dans les écoulements turbulents, dans l’esprit du modèle de Kolmogorov-Obukhov de 1962 pour la dissipation d’énergie. Nous concentrons notre analyse sur l’impact de l’intermittence sur les différentes phases de l’écoulement Lagrangien en dimension un. La signature de l’intermittence dans le transport des particules est d’abord étudiée numériquement, puis complétée par une analyse théorique reposant sur des outils issus de la théorie des processus de Feller unidimensionnels. Nos résultats indiquent que l’intermittence a un effet régularisant sur la dispersion des particules, avec des transitions de phase gouvernées par l’exposant de Hölder le plus probable du champ de vitesse, qui caractérise les fluctuations typiques de vitesse dans le formalisme multifractal de Parisi-Frisch. Nous montrons que les particules ont tendance à passer la majeure partie du temps dans des régions de l’espace présentant des fluctuations typiques, ce qui explique la pertinence de l’exposant de Hölder le plus probable. En outre, nous établissons des liens formels entre notre modèle multifractal de Kraichnan et le mouvement Brownien de Liouville - le processus de diffusion canonique en gravité quantique de Liouville. Bien que ces connexions soient purement formelles, nous pensons qu’elles peuvent offrir un éclairage sur la manière dont les outils de la gravité quantique de Liouville peuvent être exploités pour l’étude du transport turbulent.

At : Campus Jussieu Salle 22-23-317 , on 14:00

Au cours de ce travail de thèse, j’ai abordé deux sujets indépendants : le premier concerne l’étude d’un matériau magnétique bidimensionnel de van der Waals, tandis que le second porte sur le développement, la construction et les tests d’un microscope à effet tunnel à radiofréquence (RF-STM).Ce manuscrit traite d’abord des matériaux de van der Waals, qui se sont imposés comme des blocs de construction extrêmement polyvalents dans de nombreux domaines de recherche, tant fondamentaux qu’appliqués. Ces matériaux offrent un potentiel considérable pour le réglage précis de dispositifs en spintronique, supraconductivité, nanoélectronique et optique. Ils sont particulièrement attractifs pour explorer de nouvelles physiques exotiques en raison de leur capacité à être empilés dans un nombre infini de combinaisons, donnant lieu à des propriétés physiques inattendues. La boîte à outils des hétérostructures de van der Waals continue de s’étendre, comme en témoigne la découverte récente d’un ordre ferromagnétique jusqu’à la limite monocouche dans la famille des trihalogénures de chrome, en particulier CrCl3, CrBr3 et CrI3 (CrX3, X = Cl, Br, I). Plusieurs études ont rapporté l’observation de structures de moiré résultant du désaccord de réseaux entre les monocouches de CrX3 et leurs substrats, ce qui engendre une richesse de nouveaux effets exotiques.Dans ce travail, nous avons étudié une monocouche de CrCl3 déposée sur un substrat Au(111) à l’aide de l’épitaxie par jet moléculaire. L’étude révèle plusieurs domaines structuraux avec des modes de croissance distincts, qui présentent divers motifs de moiré d’ordre supérieur. Notamment, nous rapportons la présence de dislocations de bord au sein de ces motifs de moiré. À travers un modèle analytique complet, nous interprétons ces dislocations de bord bien connues dans le cadre des concepts topologiques, où elles sont décrites comme des défauts topologiques analogues à des vortex, portant un indice de rotation de Chern.Le second sujet de cette recherche porte sur le développement, la construction et les tests d’un microscope à effet tunnel à radiofréquence (RF-STM), une extension du STM conventionnel permettant des mesures de résonance magnétique à l’échelle nanométrique. En physique de la matière condensée, les excitations magnétiques de basse énergie sont généralement étudiées à l’aide de techniques de résonance. Avec l’évolution de l’électronique de basse dimension et de l’informatique quantique, un défi clé est de développer des expériences de résonance capables de détecter des excitations magnétiques de basse énergie jusqu’à la limite de l’atome ou de la molécule unique.La microscopie à effet tunnel (STM) peut sonder de telles excitations dans des atomes ou molécules uniques sur des surfaces avec une résolution inférieure au meV. Le STM conventionnel est efficace lorsque la séparation d’énergie entre les états dépasse 3,2kBT. Cependant, en combinant les techniques de résonance et le STM, il devient possible de dépasser la limitation thermique de résolution énergétique et d’étudier les spectres d’excitation d’atomes et de molécules uniques avec une résolution énergétique de l’ordre du neV. Atteindre ce niveau de résolution à l’échelle atomique a été un défi de longue date en raison de l’incapacité naturelle du STM à détecter des signaux à haute fréquence. Ce n’est que récemment que des extensions du STM ont été développées pour détecter des excitations magnétiques de basse énergie jusqu’à la gamme sub-μeV, permettant des mesures de résonance telles que la résonance paramagnétique électronique ou la résonance ferromagnétique.Dans ce travail, nous avons conçu un tel dispositif expérimental. Les tests réalisés jusqu’à présent confirment la capacité du microscope à effectuer ce type de mesures, ouvrant la voie à la détection de la résonance magnétique de molécules uniques dans un futur proche.

At : Amphi Astier - Jussieu , on 14:30

At : Salle Conf IV , on 14:00

At : Amphithéâtre Guillaume Budé Collège de France, 11 Pl. Marcelin Berthelot, 75005 Paris , on 14:00

At : IPGP Institut Langevin, 1 rue Jussieu, Paris 75005 , on 14:00

At : Amphithéâtre Blandin, 1 rue Nicolas Appert, Bât. 510 91405 Orsay Cedex , on 14:00

La corrosion du fer est principalement un phénomène de surface; en particulier son initiation met en jeu la couche interfaciale d’oxydes native du fer ainsi que les premières couches d’atomes à l’état métallique sous-jacente. Cette étude se focalise sur les phénomènes de surface lors de la corrosion de nanocouches (10 nm) de fer, déposées sur substrat de verre, avec une nanocouche d’accroche de 5 nm de titane. Ces nanocouches présentent l’intérêt de former une surface sans défauts et de limiter l’accumulation de produits de corrosion à la surface. Sous une goutte aérée de solution aqueuse contenant des ions chlorures, la corrosion est initiée localement et se propage de façon radiale autour de la piqûre sous forme d’un front de corrosion 2D. Lorsque ce front de corrosion atteint la ligne triple de la goutte, il la déforme et entraîne l’étalement de cette dernière sur la surface ainsi corrodée. La faible quantité de matière en fer corrodé permet l’analyse à l’échelle nanométrique des produits de corrosion. Les analyses physico-chimiques de la surface et de la phase aqueuse montrent alors que les produits de corrosion sont majoritairement composés d’oxy-hydroxydes de fer (III), qui ont crû sous forme de feuillets de lépidocrocite à la surface de la nanocouche de titane et en suspension dans la goutte. Dans le cas de la corrosion induite par bactéries (ou MIC), plus particulièrement par la bactérie Shewanella Oneidensis MR1, la quantité de dioxygène accessible est diminuée par la respiration cellulaire. On retrouve alors à la surface des coprécipités d’oxydes de fer et de phosphates présents dans le milieu de culture. En limitant la diffusion des gaz de façon expérimentale, on peut observer la formation de dihydrogène lors de la corrosion du nanofilm de fer dans ces conditions biotiques, produit témoin de l’implication de l’eau dans les réactions d’oxydation du fer, qui ont lieu à plus bas potentiel électrochimique. Enfin, une étude préliminaire a permis de mettre en évidence l’apparition de structures dendritiques lors de la corrosion du nanofilm de fer-titane sous une goutte d’eau salée (sans bactéries). Ces structures, aux propriétés optiques bien particulières, semblent se former à l’interface entre la couche de titane et celle d’oxy-hydroxydes de fer, et être composées de fer oxydé et métallique.

At : Auditorium, Thales Research & Technology 1 Avenue Augustin Fresnel 91120 Palaiseau , on 10:00

This thesis focuses on the development of superconducting devices whose central element is the Josephson junction. This element consists of two superconducting electrodes separated by a non-superconducting barrier. Through quantum interference effects, devices based on these junctions exhibit interesting properties for the detection of electromagnetic signals. In particular, this thesis aims to develop such devices using a high critical temperature superconductor, YBa2Cu3O7-x (YBCO). Its use allows for a significant reduction in both energy consumption and the size of the systems required to operate superconducting devices. The fabrication of Josephson junctions requires a nanostructuring process of the YBCO. A large part of this thesis focuses on improving this process through modifications made to key steps of the fabrication. In a more exploratory section, a new type of Josephson junction based on a redox reaction is developed, paving the way for new applications.