Contraintes cosmologiques sur la physique de l'univers primordial
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This PhD thesis presents several aspects of the interplay betweenhigh energy physics and cosmology. Within supersymmetric GrandUnified Theories, we define a class of models that take intoaccount phenomenological constraints from particle physics andcosmology. In this framework, the genericity of cosmic stringformation is shown. These strings generically form during thesymmetry breaking that ends a phase of hybrid inflation. Therefore, they can have an important cosmological role contraryto the observations. This motivate a study of the predictions of string contribution tothe Cosmic Microwave Background (CMB) for the two standard modelsof supersymmetric hybrid inflation. We show that they are both inagreement with CMB data. The strong limit on the allowed cosmicstrings contribution can be translated into constraints on allparameters of the inflationary models. These constraints show thatboth models suffer from some fine tuning which imply a lack ofnaturalness. Constraining inflationary physics can also be done through theextraction of parameters from futur CMB experiments measuringpolarisation. Several statistical tools exist to estimatecosmological parameters and the errors on these estimations. Wehave implemented one of these tools in a numerical code andstudied analytically and numerically the effect of weak lensing onsuch analysis.
Abstract FR:
Cette thèse présente plusieurs aspects de l'interaction entre laphysique des hautes énergies et la cosmologie. Dans le cadre desthéories de Grande Unification supersymétrique, on construit uneclasse de modèles en accord avec la phénoménologie de la physiquedes particules et les observations de la cosmologie. Dans ce cadremotivé, la généricité de la formation des cordes cosmiques estdémontrée. Ces cordes sont stables et génériquement formées à lafin d'une phase d'inflation hybride. Cela montre qu'elles ont unrôle potentiellement important dans la génération des fluctuationsde température du fond diffus cosmologique (CMB). Cela motive une étude de la contribution relative de ces cordescosmiques aux anisotropies de température pour les deux modèlesstandards d'inflation hybride supersymétrique. Elle permet demontrer qu'ils sont tous deux en accord avec les observations. Lescontraintes fortes sur la contribution admissible des cordes auxCMB se traduisent alors en contraintes fortes sur tous lesparamètres des modèles inflationnaires. On montre ainsi qu'ilssouffrent d'un problème de naturalité. Les contraintes sur la phase inflationnaire sont aussi étudiées dupoint de vue de l'extraction de ses paramètres à partir desdonnées d'expériences futures d'observation du CMB. Des outilsstatistiques permettant de mesurer les paramètres cosmologiques etd'estimer l'erreur sur ces estimations sont numériquementimplémentés. L'effet de lentille gravitationnelle sur ces outilsest ensuite étudié analytiquement et numériquement.