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SUMMARY:Calculs automatisés de production thermique en cosmologie / Autom
 ated calculations of thermal production in cosmology
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DESCRIPTION:English below\nNotre compréhension actuelle de l’Univers\, 
 basée sur les modèles standards de la physique des particules et de la c
 osmologie\, peut reproduire un grand nombre de résultats expérimentaux. 
 Certaines questions comme la nature de la matière noire ou l’asymétrie
  baryonique requièrent de la physique au-delà du Modèle Standard (BSM)\
 , la plupart des solutions invoquant l’existence de nouvelles particules
  dans l’Univers primordial. Étudier l’évolution de ces particules BS
 M à travers l’histoire de l’Univers nécessite des calculs avancés d
 e théorie des champs thermiques (TFT)\, où la grandeur d’intérêt est
  le taux d’équilibrage de la particule. Dans cette thèse\, nous nous c
 oncentrons sur le calcul du taux d’équilibrage de particules\, en nous 
 servant du cas de l’axion (un candidat populaire pour la matière noire)
  comme d’un fil conducteur. Pour décrire la physique précisément\, no
 us avons besoin de décrire le milieu où la production a lieu. Dans une p
 remière partie\, nous calculons le taux d’équilibrage pour des impulsi
 ons dures (de l’ordre de la température)\, Nous définissons trois mét
 hodes équivalentes au premier ordre pour décrire le milieu. La méthode 
 de calcul peut être généralisée à un modèle arbitraire\, grâce à q
 uoi nous avons créé le code AutoTherm qui peut effectuer un tel calcul a
 utomatiquement. Dans une seconde partie\, nous calculons le taux pour des 
 impulsions douces\, en nous concentrons sur l’axion car le calcul n’es
 t plus indépendant du modèle. Ceci\, plus des résultats de TFT sur rés
 eau\, nous a permis de mettre à jour des résultats importants pour la ph
 énoménologie de l’axion.------------Our current understanding of the U
 niverse's history\, based on the standard models of particle physics and c
 osmology\, can successfully reproduce a wide variety of experimental resul
 ts. Key issues like the nature of dark matter (DM) or the baryon asymmetry
  of the Universe (BAU) need new physics beyond the Standard Model (BSM)\, 
 with most solutions invoking the existence of new particle degrees of free
 dom in the early Universe. Studying the dynamics of those BSM particles th
 roughout cosmological history involves intricate Thermal Field Theory (TFT
 ) computations\, with the quantity of interest being the equilibration rat
 e of the particle. In this thesis\, we focus on the computation of the equ
 ilibration rates of particles\, using the case of the axion (a popular DM 
 candidate) as a common thread. To properly describe the physics\, we also 
 need to account for the presence of the medium where the production takes 
 place. In a first part\, we focus on computing the rate for hard momenta (
 of the order of the temperature). We define three leading-order equivalent
  schemes for describing the medium. The computation method can be generali
 zed to an arbitrary model\, which allowed us to create the AutoTherm code 
 which performs such tasks automatically. In a second part\, we compute the
  rate at soft momenta\, focusing on the axion specifically as the computat
 ion is not model-independent anymore. This\, along with lattice results fr
 om the literature\, allows us to update results relevant for axion phenome
 nology.\n\nhttps://indico.in2p3.fr/event/40459/
LOCATION:Amphi Besse (Subatech IMT Atlantique)
URL:https://indico.in2p3.fr/event/40459/
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