At : Aula Voci, Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei", Università Degli Studi di Padova, Via Francesco Marzolo, 8, 35121 Padova PD, Italia , on 16:30

Particle–physics colliders demand precise cross-section predictions to test the Standard Model and search for new physics. Gravitational-wave interferometers require equally accurate waveforms from coalescing compact objects, while in cosmology, correlation functions at the boundary of quasi–de Sitter space probe inflation and large-scale structure. Despite their differences, these areas share a common framework: scattering amplitudes in perturbative Quantum Field Theory. At higher orders, computations rely on multi-loop integrals. Across particle physics, gravity, and cosmology, these belong to the broader class of twisted period integrals (TPIs), finite-dimensional cohomology objects governed by linear (IBP) and quadratic relations. Intersection theory provides the bilinear pairing—intersection numbers—that encodes them. This thesis introduces a companion–tensor framework that reformulates intersection numbers as matrix operations, using polynomial ideals, residues, and companion matrices. Coupled with finite-field reconstruction, this improves stability and efficiency, and yields full decompositions of two-loop four- and five-point integrals. I extend IBP to Fourier integrals, treating gravitational waveforms as TPIs in frequency space. Constructing the integrand via generalized unitarity and performing Fourier–loop reductions leads to the first analytic, fully relativistic two-body waveform at 2PM order, with natural extensions to spin and higher orders. Finally, I show that cosmological wavefunctions in quasi–de Sitter space admit TPI representations, analyze their vector-space structure, and derive loop-level differential equations—clarifying quantum corrections and paving the way to higher-point correlators. Twisted period integrals and intersection theory thus furnish a unifying language across fields, delivering advances in Feynman integrals, gravitational waveforms, and cosmology.

At : Amphithéâtre Astier, Bâtiment Esclangon , on 14:00

At : Auditorium de Thales RT - Thales RT 1 Av. Augustin Fresnel, 91120 Palaiseau , on 14:00

Les oxydes quantiques présentent une grande diversité de propriétés, telles que le ferromagnétisme, la supraconductivité et la ferroélectricité, qui sont très sensibles à des stimuli externes comme les champs électriques ou les impulsions lumineuses. À leurs interfaces, des phénomènes encore plus exotiques peuvent apparaître, comme le gaz d’électrons bidimensionnel qui se forme sur SrTiO3 (STO) soit par croissance épitaxiale de LaAlO3, soit par dépôt de métaux réducteurs d’oxygène. Une caractéristique essentielle des gaz de STO est le couplage spin-orbite de Rashba, qui lie le spin des électrons itinérants à leur moment et engendre des textures de spin complexes dans les bandes électroniques. Cette interaction permet l’interconversion spin–charge via l’effet Edelstein, offrant une voie directe pour détecter électriquement une information magnétique ou manipuler des éléments magnétiques par couples de spin–orbite. Dans un contexte de demande croissante en technologies de l’information à faible consommation énergétique, les hétérostructures d’oxydes apparaissent comme des candidates particulièrement attractives pour la spin-orbitronique, puisqu’elles exploitent les degrés de liberté de spin et d’orbite en plus de la charge électronique. La possibilité de mobiliser des courants de spin et d’orbite sans dissipation ouvre une voie vers un stockage, un traitement et un transport de l’information plus efficaces. Parmi ces systèmes, les interfaces à couplage Rashba se distinguent par leur possible contrôle électrique, mais une limite majeure subsiste : les gaz de STO à l’état pur n’atteignent pas une conversion spin–charge assez élevée à température ambiante. Cette thèse aborde ce défi en introduisant le ferromagnétisme comme degré de liberté supplémentaire dans les gaz d’oxydes. Le ferromagnétisme est incorporé par dépôt d’europium à température ambiante sur des monocristaux de STO par pulvérisation cathodique. Une réaction rédox conduit à la formation contrôlée de l’isolant ferromagnétique EuO, dopant simultanément le STO pour générer un gaz et imprimant un ordre magnétique dans le système électronique interfacial par effet de proximité. Les hétérostructures obtenues sont caractérisées par spectroscopie de photoélectrons X, magnétométrie SQUID et dichroïsme circulaire magnétique des rayons X, confirmant la formation d’EuO et le ferromagnétisme interfacial. Des dispositifs microscopiques sont ensuite réalisés pour sonder le transport électronique. Des mesures de magnétotransport, incluant effet Hall et détection harmonique, sont utilisées pour déterminer la densité de porteurs, la température de Curie et l’interaction entre couplage Rashba et magnétisme. Des expériences sous tension de grille démontrent en outre un fort couplage entre remplissage électronique, intensité du couplage Rashba et ordre magnétique. De manière remarquable, elles révèlent la présence d’une courbure de Berry topologique, signature du transport quantique rendue possible par la brisure de la symétrie par renversement temporel dans l’état ferromagnétique. En complément, des simulations théoriques sont menées à l’aide d’une description tight-binding du STO soumis à un champ d’échange de type Zeeman représentant l’effet de proximité ferromagnétique. Dans le cadre du formalisme semi-classique de Boltzmann, ces calculs prédisent que le ferromagnétisme peut améliorer l’efficacité de l’interconversion spin–charge d’un ordre de grandeur. Dans l’ensemble, ce travail établit EuO/STO comme une plateforme polyvalente où couplage Rashba et ferromagnétisme s’entrelacent, donnant naissance à de nouveaux phénomènes quantiques interfaciaux et ouvrant de nouvelles perspectives pour la conception de dispositifs spin-orbitroniques performants.

At : Amphithéâtre IPGG 6 rue Jean Calvin , on 14:00

At : Grand Amphithéâtre, Bâtiment Pascal 530, LPTMS, Bâtiment Pascal 530, Rue André Rivière, 91400 Orsay , on 09:30

Les systèmes quantiques intégrables sont des modèles physiques, essentiellement en 1+1 dimensions (modèles de réseaux quantiques 1D, théories quantiques des champs 1D, modèles 2D exactement solubles de physique statistique...), pour lesquels il est possible de calculer exactement certaines grandeurs d’intérêt physique telles que les quantités conservées ou les fonctions de corrélation. Plus précisément, cette terminologie est couramment utilisée pour les modèles associés à une R-matrice vérifiant la relation de Yang-Baxter, permettant de construire une algèbre (l’algèbre de Yang-Baxter) contenant une sous-algèbre abélienne engendrée par la matrice dite de transfert, qui est une fonction génératrice des quantités conservées du système. La structure de Yang-Baxter est ensuite utilisée pour construire les états propres et calculer les valeurs propres du Hamiltonien, par exemple au moyen des méthodes algébriques de l’Ansatz de Bethe (ABA) ou par la méthode de séparation des variables quantique (SoV). En tant que tels, les systèmes intégrables fournissent de rares exemples de systèmes d’interaction quantique à plusieurs corps sur lesquels des études analytiques de phénomènes non perturbatifs sont possibles, et leur gamme d’applications couvre divers domaines de la physique (de la matière condensée et de la physique statistique aux théories des champs et des cordes) et des mathématiques (groupes quantiques, théories des nœuds, combinatoire...). Ces dernières années, des progrès importants ont été réalisés concernant le calcul des facteurs de forme, des fonctions de corrélation et des facteurs de structure, en particulier pour des modèles simples solubles par ABA tels que la chaîne de spin-1/2 XXZ de Heisenberg ou le modèle de Lieb-Liniger. L’approche ABA a notamment conduit à des représentations exactes des facteurs de forme en volume fini utilisables aussi bien pour l’étude numérique qu’analytique (détermination du comportement asymptotique à grande distance des fonctions de corrélation à la limite thermodynamique) des fonctions de corrélation et des facteurs de structure. Ces nouveaux résultats importants ont conduit à de nouvelles applications, en physique de la matière condensée (l’analyse numérique a permis d’établir des liens avec des mesures expérimentales pour les matériaux à chaînes de spin) ainsi qu’en physique des hautes énergies (avec des applications notables dans le cadre de la correspondance AdS/CFT). Ces études ont été réalisées pour des modèles avec des conditions aux limites périodiques. L’étude de modèles avec des conditions aux limites non périodiques, par exemple des chaînes de spin quantiques intégrables ouvertes, est a priori plus compliquée. Les chaînes de spin de Heisenberg ouvertes avec des champs aux bords sont encore intégrables, et peuvent être considérées dans le cadre de la théorie des représentations de l’algèbre de réflexion. Le fait que le modèle ne soit plus invariant par translation rend beaucoup plus compliqué le calcul de grandeurs physiques comme les facteurs de forme et les fonctions de corrélation; de plus, selon l’orientation des champs aux bords, l’ABA peut ne plus être applicable et une autre méthode de résolution, telle que la version quantique de la séparation des variables (SoV), doit être utilisée. L’objectif de la thèse est de poursuivre le développement des méthodes de résolution (ABA ou SoV) afin de résoudre quelques-uns des nombreux problèmes ouverts intéressants liés à la présence des frontières et au couplage avec les champs aux frontières dans les chaînes de spin quantiques intégrables. Plus précisément, il s’agit de comprendre comment on peut adapter au cas ouvert le calcul des facteurs de forme, cruciaux pour les études numériques et l’analyse asymptotique des fonctions de corrélation. En particulier, nous proposons d’étudier l’influence des champs magnétiques aux bords sur la structure des excitations et sur les facteurs de forme. La compréhension de cette influence peut également permettre d’avoir un premier aperçu de la dynamique hors d’équilibre des chaînes de spin ouvertes après un changement brusque d’un champ magnétique au bord (quench quantique).

At : Campus Jussieu, 4 pl. Jussieu, Paris 5é, Amphi 55A , on 10:00

Animal behavior unfolds across multiple temporal and spatial scales, emerging from the integration of morphological, biomechanical, and physiological constraints with ecological demands. Traditionally, neuroscientists have approached this complexity by simplifying behavior—reducing its dimensionality and studying it primarily as a direct, easily measurable readout of neural activity. However, recent advances in computer vision and data acquisition are enabling more naturalistic approaches to behavioral neuroscience, giving behavior itself a more central role: first to understand its ecological relevance, and then to investigate its neural underpinnings. This work contributes to this shift. We developed a customized freely swimming assay to generate a comprehensive dataset of exploratory behavior in Danionella cerebrum across early development. This animal model was chosen for its small size and stereotyped behaviors, which facilitate detailed behavioral analysis, and its miniature, transparent brain, which enables future longitudinal whole-brain calcium imaging at cellular resolution. We analyzed the dataset from a dual perspective: first, we identified a developmental transition from continuous to intermittent locomotion, which we interpret as an emergent property of phenotypic maturation and adaptive motor control; second, we examined how internal drives structure large-scale navigation in an open environment. Together, our findings reveal how multiscale locomotor dynamics emerge from the interplay between body, brain, and environment during development.

At : Institut de la Vision, 17 Rue Moreau, 75012 Paris, salle Lusseyran , on 14:00

Optical wavefront engineering has become essential in imaging—whether for dynamic focusing, point-spread-function engineering, or aberration correction. The miniaturization of optical systems has recently created a strong need for devices capable of precisely manipulating wavefronts within micrometric pupils. In this thesis, we investigate a micrometer-scale wavefront-shaping method called “SmartLens”. An engineered micro-resistor locally modifies the temperature and, through the thermo-optical effect, the refractive-index distribution within a transparent polymer slab to precisely shape the transmitted wavefront. We first analyze the response time of these systems using numerical simulations and experimental measurements based on advanced wavefront-imaging techniques. We then exploit the tunability, transparency, and compactness of SmartLenses to demonstrate refocusing at the distal end of a sub-millimeter-pupil micro-endoscope. To enable aberration correction, we propose and demonstrate a strategy that reconfigures the generated wavefront through a dynamic shaping of the temperature distribution, based on the independent control of concentric resistors. We thus demonstrate a bimodal micro-optical element which can be tuned as a converging/diverging lens and a positive/negative spherical-aberration corrector.

At : Amphitéatre Jules Horowitz Centre CEA Saclay D306 / Porte Est, 91190 Saclay , on 13:30

Cette thèse étudie l’influence de l’hydrogène sur la plasticité des métaux cubiques centrés (CC), en particulier le tungstène. À basse température, la déformation de ces métaux repose sur le mouvement des dislocations vis $\frac{1}{2}\langle 111 \rangle$. Des calculs DFT montrent que l’hydrogène se ségrège fortement dans les deux configurations de cœur (facile et difficile) avec des énergies similaires. Des modèles d’Ising et des simulations de dynamique moléculaire avec un potentiel Machine Learning confirment cette ségrégation. De nouveaux calculs DFT révèlent aussi une forte affinité de l’hydrogène pour les lacunes, limitant sa disponibilité sur les dislocations. La mobilité des dislocations présente deux régimes : un blocage ou une accélération par rapport au tungstène pur selon la température-contrainte-concentration nominale en H. Étendue à d’autres métaux CC, l’étude montre que les interactions H-défauts sont faibles dans le groupe 5, fortes dans le groupe 6 et dans le fer.

At : Ecole Polytechnique, Route de Saclay 91128 PALAISEAU Cedex, Amphi Becquerel , on 15:00

At : Campus Jussieu, 4 Place Jussieu, Paris 5ème, Salle à déterminer

This thesis focuses on the creation and manipulation of Non-Gaussian states to test emerging heterogeneous quantum networks. These networks connect multiple physical platforms via optical communication, requiring various optical encoding strategies. We develop criteria to evaluate the quality of different encodings and benchmark tools for reliable information transfer. Using high-quality optical parametric oscillators and heralding via superconducting nanowire single-photon detectors, we create two optical encodings: one representing a two-level system and the other a harmonic oscillator. The two-level system involves photon-number superpositions, while the harmonic oscillator encoding is based on optical Schrödinger cat states. We demonstrate that these encodings can be entangled, making them suitable for use in network protocols. We improve the fidelity and projectivity of all-optical linear Bell-state measurements by combining single-photon detection with field quadrature selection. Additionally, we propose a criterion to evaluate the Non-Gaussianity of quantum coherences and apply it to two experimental two-level systems. Lastly, we explore the potential for generating error-correctable Non-Gaussian states. This work supports the use of multiple encodings in quantum networks and enhances methods for state creation and measurement in optical quantum communication systems.

At : Amphithéâtre Jules Horowitz - INSTN, Centre CEA Saclay D306 / Porte Est, 91190 Saclay , on 13:30