Propagation des photons comme une sonde pour la physique fondamentale

Dans cette thèse, nous montrons comment la propagation de la lumière peut être utilisée en vue de contraindre les modèles de physique des particules au-delà du modèle standard. Nous étudions les effets de la physique non standard sur la polarisation du rayonnement du fond diffus cosmologique et sur le flux de photons d'ultra-haute énergie. Dans la première partie nous discutons les effets sur la polarisation du fond diffus cosmologique du couplage entre les photons et les champs pseudoscalaires, qui agissent en tant que matière noire (par exemple les axions) ou en tant que énergie noire (par exemple les pseudobosons ultra-légers de Nambu-Goldstone). En particulier, nous décrivons comme le public CAMB code peut être modifié afin de prendre en compte la rotation du plan de polarisation linéaire à partir de la surface de dernière diffusion jusqu'à maintenant, produite par la propagation des photons dans un fond cosmologique de particules pseudoscalaires. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous utilisons la limite supérieure courante sur le flux de photons d'ultra-haute énergie afin de contraindre les conditions qui violent l'invariance de Lorentz dans les relations de dispersion pour les particules élémentaires. Les théories qui tentent d'unifier la mécanique quantique avec la relativité générale prédisent en effet que la symétrie de Lorentz doit être modifié à des énergies de l'ordre de l'échelle de Planck. Nous étudions en particulier comment il est possible contraindre les conditions qui violent l'invariance de Lorentz pour les photons et les électrons en améliorant les contraintes actuelles de plusieurs ordres de grandeur.PARIS7-Bibliothèque centrale (751132105) / SudocSudocFranceF