G2-Monopoles with Singularities (Examples)

© 2016 Springer Science+Business Media DordrechtG2-Monopoles are solutions to gauge theoretical equations on G2-manifolds. If the G2-manifolds under consideration are compact, then any irreducible G2-monopole must have singularities. It is then important to understand which kind of singularities G2-monopoles can have. We give examples (in the noncompact case) of non-Abelian monopoles with Dirac type singularities, and examples of monopoles whose singularities are not of that type. We also give an existence result for Abelian monopoles with Dirac type singularities on compact manifolds. This should be one of the building blocks in a gluing construction aimed at constructing non-Abelian ones.

La gestion des lisiers par les grands producteurs porcins aux États-Unis : quelles sont les alternatives durables?

Les dernières décennies ont apporté de grandes transformations à l'élevage porcin, qui est dorénavant considérée comme une agro-industrie composée de quelques grands joueurs à l’échelle internationale. Ces changements structurels ont contribué à l’apparition de problèmes associés à la quantité croissante de lisier produite par le secteur porcin aux États-Unis. Certaines préoccupations environnementales telles que les impacts sur les eaux de surface et souterraine, les effets sur la qualité de l’air et des sols sont notamment soulevées. Par contre, lorsque la gestion et l’épandage du lisier sont faits de manière adéquate en prenant soin d’éviter toute forme de pollution, le lisier est un excellent engrais, riche en nutriments essentiels aux cultures. Actuellement, deux méthodes d’entreposage sont généralisées aux États-Unis : les fosses souterraines pour entreposer le lisier non-dilué et les lagunes ouvertes pour le lisier liquide. La majorité des producteurs valorisent toujours leur lisier par épandage aux champs. Malheureusement, les méthodes actuelles de gestion utilisées ne sont pas jugées durables, ni du point de vue environnemental, social ou économique. Pourtant, plusieurs pratiques durables et efficaces existent et peuvent être introduites de façon relativement simple comme entre autres, l’implantation de bandes riveraines et l’épandage du lisier en post-levée avec des engrais verts. De plus, la valorisation énergétique grâce à un digesteur anaérobie est une option forte intéressante en raison des avantages économiques qui peuvent découler de son utilisation. Pour le moment, ces méthodes restent toujours très marginales. Certains freins sont possiblement responsables de l’inaction face aux problèmes environnementaux causés par le lisier. Entre autres, le fait que les producteurs porcins soient maintenant sous contrats avec des firmes intégratrices, le monopole de certaines compagnies agroalimentaire et les emplois précaires offerts par les industries. Ainsi, après l’analyse de la gestion des lisiers aux États-Unis, plusieurs constats et recommandations ont pu être formulés : la nécessité de mettre en place une loi sur la qualité de l’air, les changements nécessaires au Clean Water Act, l’abolition des lagunes dans le but de mettre en place des méthodes plus durables telles les digesteurs anaérobies, la mise en place de moratoire pour les cheptels dans les régions avec des surplus d’éléments nutritifs dans le sol et enfin le retour graduel à une agriculture à plus petite échelle et locale.

(Quantum-) critical dynamics of magnetoelectric materials

In this thesis the critical dynamics of several magnetoelectric compounds at their phase transition were examined. Mostly measurements of the dielectric properties in the frequency range of below 1 Hz up to 5 GHz were employed to evaluate the critical exponents for both magnetic field and temperature-dependent measurements. Most of the materials that are part of this work show anomalous behavior, especially at very low temperatures where quantum fluctuations are of the order of or even dominate those induced thermally. This anomalous behavior manifests in different forms. In Dy2Ti2O7 we demonstrate the existence of electric dipoles on magnetic monopoles. Here the dynamics at the critical endpoint located at 0.36K and in a magnetic field of 1T parallel to the [111] direction are of special interest. At this critical endpoint the expected critical slowing down of the dynamics could not only not be observed but instead the opposite, critical speeding-up by several orders of magnitude, could be demonstrated. Furthermore, we show that the phase diagram of Dy2Ti2O7 in this field direction can be reproduced solely from the dynamical properties, for example the resonance frequency of the observed relaxation that is connected to the monopole movement. Away from this point of the phase diagram the dynamics are slowing-down with reduction of temperature as one would expect. Additional measurements on Y2Ti2O7, a structurally identical but non-magnetic material, show only slowing down with reduction of temperature and no additional features. A possible explanation for the observed critical speeding-up is a coherent movement of magnetic monopoles close to the critical field that increases the resonance frequency by reducing the damping of the process. LiCuVO4 on the other hand behaves normally at its phase transition as long as the temperature is higher than 0.4 K. In this temperature regime the dynamics show critical slowing-down analogous to classical ferroelectric materials. This analogy extends also towards higher frequencies where the permittivity displays a ‘dispersion’ minimum that is temperature-dependent but of the order of 2 GHz. Below 0.4K the observed behavior changes drastically. Here we found no longer relaxational behavior but instead an excitation with very low energy. This low energy excitation was predicted by theory and is caused by nearly gapless soliton excitations within the 1D Cu2+ chains of LiCuVO4. Finally, in TbMnO3 the dynamics of the phase transition into the multiferroic phase was observed at roughly 27 K, a much higher temperature compared to the other materials. Here the expected critical slowing-down was observed, even though in low-frequency measurements this transition into the ferroelectric phase is overshadowed by the so-called c-axis relaxation. Therefore, only frequencies above 1MHz could be used to determine the critical exponents for both temperatureand magnetic-field-dependent measurements. This was done for both the peak frequency as well as the relaxation strength. In TbMnO3 an electromagnetic soft-mode with small optical weight causes the observed fluctuations, similar to the case of multiferroic MnWO4.

Thermodynamics and Heat Transport of doped Spin-Ice Materials

In this thesis the low-temperature magnetism of the spin-ice systems Dy2Ti2O7 and Ho2Ti2O7 is investigated. In general, a clear experimental evidence for a sizable magnetic contribution kappa_{mag} to the low-temperature, zero-field heat transport of both spin-ice materials is observed. This kappa_{mag} can be attributed to the magnetic monopole excitations, which are highly mobile in zero field and are suppressed by a rather small external field resulting in a drop of kappa(H). Towards higher magnetic fields, significant field dependencies of the phononic heat conductivities kappa_{ph}(H) of Ho2Ti2O7 and Dy2Ti2O7 are found, which are, however, of opposite signs, as it is also found for the highly dilute reference materials (Ho0.5Y0.5)2Ti2O7 and (Dy0.5Y0.5)2Ti2O7. The dominant effect in the Ho-based materials is the scattering of phonons by spin flips which appears to be significantly stronger than in the Dy-based materials. Here, the thermal conductivity is suppressed due to enhanced lattice distortions observed in the magnetostriction. Furthermore, the thermal conductivity of Dy2Ti2O7 has been investigated concerning strong hysteresis effects and slow-relaxation processes towards equilibrium states in the low-temperature and low-field regime. The thermal conductivity in the hysteretic regions slowly relaxes towards larger values suggesting that there is an additional suppression of the heat transport by disorder in the non-equilibrium states. The equilibration can even be governed by the heat current for particular configurations. A special focus was put on the dilution series Dy2Ti2O7x. From specific heat measurements, it was found that the ultra-slow thermal equilibration in pure spin ice Dy2Ti2O7 is rapidly suppressed upon dilution with non-magnetic yttrium and vanishes completely for x>=0.2 down to the lowest accessible temperatures. In general, the low-temperature entropy of (Dy1-xYx)2Ti2O7, considerably decreases with increasing x, whereas its temperature-dependence drastically increases. Thus, it could be clarified that there is no experimental evidence for a finite zero-temperature entropy in (Dy1-xYx)2Ti2O7 above x>=0.2, in clear contrast to the finite residual entropy S_{P}(x) expected from a generalized Pauling approximation. A similar discrepancy is also present between S_{P}(x) and the low-temperature entropy obtained by Monte Carlo simulations, which reproduce the experimental data from 25 K down to 0.7 K, whereas the data at 0.4 K are overestimated. A straightforward description of the field-dependence kappa(H) of the dilution series with qualitative models justifies the extraction of kappa_{mag}. It was observed that kappa_{mag} systematically scales with the degree of dilution and its low-field decrease is related to the monopole excitation energy. The diffusion coefficient D_{mag} for the monopole excitations was calculated by means of c_{mag} and kappa_{mag}. It exhibits a broad maximum around 1.6 K and is suppressed for T<=0.5 K, indicating a non-degenerate ground state in the long-time limit, and in the high-temperature range for T>=4 K where spin-ice physics is eliminated. A mean-free path of 0.3 mum is obtained for Dy2Ti2O7 at about 1 K within the kinetic gas theory.

Du libéralisme à l’anarcho-capitalisme : l’étatisme contemporain et ses antidotes

L'État est une organisation qui revendique et réussit généralement à faire respecter un monopole ultime de la force sur un territoire donné. Un tel monopole se traduit par l’imposition de sanctions à quiconque utilise la force sans une permission spécifique ou générale du monopoleur. Certes, il y a des conditions d'existence de l’État que cette définition ne saisit pas -une certaine reconnaissance de sa légitimité, par exemple-; elle ne réussit pas la tâche difficile de formuler des conditions suffisantes de l'existence de l’État. Mais elle se rapproche suffisamment de l’acception ordinaire du terme et elle nous servira assez bien pour que l'on s’en satisfasse. La revendication et l'exercice habituel d’un monopole ultime de la force constituent certainement, à tout le moins, des conditions nécessaires de l’existence de l'État. En plus de sa compatibilité avec ce que l'usage général perçoit comme le plus petit commun dénominateur, l'expérience historique ou la nature de l'État, cette définition offre l'avantage important de ne rien présumer de la question de l'État, de son fonctionnement de sa finalité, de son utilité et de sa moralité, bref de sa justification. C'est une pétition de principe trop courante que d'inclure dans la définition de l'État les fondements de sa justification. Tel qu’il est vécu, l’État, et surtout l'État démocratique moderne, ressemble fort à un rituel, un ensemble d'actions, de gestes et d'incantations que l’on répète sans effet et dont la véritable valeur réside dans leur répétition même. On chante l’hymne national; on vote tous les deux , quatre ou sept ans; les projets de loi présentés par la majorité parlementaire sont votés en première, deuxième et troisième lecture; on répète que l'État c'est nous. Ces rites ne sont pas nécessairement inoffensifs : les dieux ont toujours aimé les sacrifices. Mais l'une des fonctions sociales du rite, suggère Kenneth Boulding, est de contrer la frustration agressive que les problèmes insolubles engendrent chez les hommes, en leur fournissant un placebo pour solution. Ainsi agiraient les rituels sociaux , la magie, les cérémonies religieuses et les techniques comptables mêmes. Ajoutons le rituel étatique, qui répond au problème redoutable de légitimer une organisation qui prétend employer la force pour imposer l'harmonie. […]

Le financement du pensionnat Sainte-Marie : une institution indépendante et sous-contrôle, 1930-1960

[…] Dans la seconde moitié du XIXe siècle, on voit l'État québécois abdiquer ses responsabilités en matière d'éducation au profit de l'Église catholique. Durant près d'un siècle, l'État se confinera à un rôle marginal alors que l'Église exercera un monopole quasi-absolu sur le système d'éducation. Du côté des filles, les congrégations religieuses féminines se feront le moteur du développement de l'instruction. Dans ce contexte, la question du financement de l'éducation constitue une variable de première importance. En effet, la faiblesse du développement du système scolaire public a suscité une dynamique particulière dans les rapports entre le réseau d'écoles privées massivement développé par les congrégations enseignantes féminines et le réseau d'écoles publiques. Dans son étude de l'Académie Marie-Rose entre 1876 et 1911, Malouin avance que ce sont les revenus générés par l'école privée qui ont permis à des congrégations religieuses d'assurer, à des coûts dérisoires, l'instruction au secteur public. Est-il possible de reprendre cette hypothèse pour les décennies précédant la réforme scolaire des années 1960? C'est ce à quoi on tentera de répondre par l'examen des mécanismes de financement du pensionnat de Yamaskaville et l'analyse des rapports entre l'école privée et l'école publique.

Search for ultrarelativistic magnetic monopoles with the Pierre Auger observatory

We present a search for ultrarelativistic magnetic monopoles with the Pierre Auger observatory. Such particles, possibly a relic of phase transitions in the early Universe, would deposit a large amount of energy along their path through the atmosphere, comparable to that of ultrahigh-energy cosmic rays (UHECRs). The air-shower profile of a magnetic monopole can be effectively distinguished by the fluorescence detector from that of standard UHECRs. No candidate was found in the data collected between 2004 and 2012, with an expected background of less than 0.1 event from UHECRs. The corresponding 90% confidence level (C.L.) upper limits on the flux of ultrarelativistic magnetic monopoles range from 10(-1)9 (cm(2) sr s)(-1) for a Lorentz factor gamma = 10(9) to 2.5 x 10(-21) (cm(2) sr s)(-1) for gamma = 10(12). These results-the first obtained with a UHECR detector-improve previously published limits by up to an order of magnitude.