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Theses Year : 2021

Particles, strings, fields and application to cosmology

Champs, particules, cordes et applications à la cosmologie

Abstract

This thesis aims for a better understanding of supersymmetry breaking mechanisms in string theory, their low-energy effective descriptions, and their role in cosmological applications. We first review indispensable supersymmetry tools, before addressing the issue of N=2 → N=1 partial global supersymmetry breaking. In this context, we study the most general deformation of a vector multiplet and show that it corresponds to the magnetic dual of a triplet of Fayet-lliopoulos parameters. The study of non-linear realizations of partial breaking leads us to analyze the details of supersymmetric Dirac-Born-Infeld actions and their uniqueness, in particular through explicit computations of their fermionic contributions. In a second part, we review string theory elements with a particular accent on type IIB compactification ingredients. We then study the inflationary possibilities of a type IIB string theory moduli stabilization scenario with D7-branes using logarithmic quantum corrections to the Kähler potential. We show that a new type of inflationary scenario can successfully be implemented near a metastable de Sitter vacuum. The value of the vacuum energy in this scenario is nevertheless imposed by the inflationary stage. We discuss the possibility of fitting hybrid inflation with this moduli stabilization inflationary scenario. We show how to construct waterfall fields at the D7-brane intersections, study their effective theory description and explain how they can drive the end of inflation and lower the global minimum of the scalar potential towards the almost vanishing value describing our Universe.
Cette thèse a pour but d’avancer dans la compréhension des mécanismes de brisure de supersymétrie en théorie des cordes, de leur descriptions effectives à basse énergie et de leurs applications cosmologiques. Dans un premier temps, nous rappelons certaines notions indispensables à l’étude des théories supersymétriques et de la brisure partielle N=2 → N=1 en supersymétrie globale. Dans ce contexte, nous étudions la déformation la plus générale d’un multiplet vectoriel et montrons qu’elle correspond au dual magnétique d’un triplet de paramètres de Fayet-Iliopoulos. L’étude des réalisations non-linéaires de la supersymétrie brisée nous conduit à l’analyse détaillée des actions Dirac-Born-Infeld supersymétriques et de leur unicité, en particulier à travers le calcul détaillé des contributions fermioniques. Dans une seconde partie, nous introduisons des éléments de théorie de cordes, en mettant l’accent sur les compactifications en théorie de type IIB. Nous étudions alors les possibilités d’inflation d’un modèle de stabilisation des modules en type IIB, utilisant des D7-branes et des corrections quantiques logarithmiques au potentiel de K\ »ahler. Nous exposons un scénario d’inflation d’un genre nouveau, réalisé au voisinage d’un vide de de Sitter métastable. Dans ce modèle, la valeur de l’énergie du vide est fixée par la phase inflationniste. Cela motive la mise en oeuvre d’inflation hybride dans notre modèle : nous montrons comment construire des champs de cascade aux intersections des D7-branes et étudions leur théorie effective. Nous expliquons que ces champs provoquent la fin de l’inflation et permettent d’abaisser l’énergie du vide jusqu’à la valeur qui décrit notre Univers.
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Dates and versions

tel-03516470 , version 1 (07-01-2022)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03516470 , version 1

Cite

Osmin Lacombe. Particles, strings, fields and application to cosmology. High Energy Physics - Theory [hep-th]. Sorbonne Université, 2021. English. ⟨NNT : 2021SORUS197⟩. ⟨tel-03516470⟩
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