Freak waves and electrostatic wavepacket modulation in a quantum electron-positron-ion plasma

The occurrence of rogue waves (freak waves) associated with electrostatic wavepacket propagation in a quantum electron-positron-ion plasma is investigated from first principles. Electrons and positrons follow a Fermi-Dirac distribution, while the ions are subject to a quantum (Fermi) pressure. A fluid model is proposed and analyzed via a multiscale technique. The evolution of the wave envelope is shown to be described by a nonlinear Schrödinger equation (NLSE). Criteria for modulational instability are obtained in terms of the intrinsic plasma parameters. Analytical solutions of the NLSE in the form of envelope solitons (of the bright or dark type) and localized breathers are reviewed. The characteristics of exact solutions in the form of the Peregrine soliton, the Akhmediev breather and the Kuznetsov-Ma breather are proposed as candidate functions for rogue waves (freak waves) within the model. The characteristics of the latter and their dependence on relevant parameters (positron concentration and temperature) are investigated. © 2014 IOP Publishing Ltd.

Amplitude modulation of quantum-ion-acoustic wavepackets in electron-positron-ion plasmas: Modulational instability, envelope modes, extreme waves

A semirelativistic fluid model is employed to describe the nonlinear amplitude modulation of low-frequency (ionic scale) electrostatic waves in an unmagnetized electron-positron-ion plasma. Electrons and positrons are assumed to be degenerated and inertialess, whereas ions are warm and classical. A multiscale perturbation method is used to derive a nonlinear Schrödinger equation for the envelope amplitude, based on which the occurrence of modulational instability is investigated in detail. Various types of localized ion acoustic excitations are shown to exist, in the form of either bright type envelope solitons (envelope pulses) or dark-type envelope solitons (voids, holes). The plasma configurational parameters (namely, the relativistic degeneracy parameter, the positron concentration, and the ionic temperature) are shown to affect the conditions for modulational instability significantly, in fact modifying the associated threshold as well as the instability growth rate. In particular, the relativistic degeneracy parameter leads to an enhancement of the modulational instability mechanism. Furthermore, the effect of different relevant plasma parameters on the characteristics (amplitude, width) of these envelope solitary structures is also presented in detail. Finally, the occurrence of extreme amplitude excitation (rogue waves) is also discussed briefly. Our results aim at elucidating the formation and dynamics of nonlinear electrostatic excitations in superdense astrophysical regimes.

Control of ionization and dissociation of H2+ by elliptically polarized ultra-short VUV laser pulses

Resonance-enhanced multiphoton ionization of H₂ ⁺ exposed to elliptically polarized VUV laser pulses is investigated. Differential cross sections for nuclei and electron are obtained using numerical solutions of the time-dependent Schrödinger equation. In this work in progress, we explore the dependence of the dissociative ionization observables with the polarization of the light.

Electron-impact ionization of diatomic molecules using a configuration-average distorted-wave method

Electron-impact ionization cross sections for diatomic molecules are calculated in a configuration-average distorted-wave method. Core bound orbitals for the molecular ion are calculated using a single-configuration self-consistent-field method based on a linear combination of Slater-type orbitals. The core bound orbitals are then transformed onto a two-dimensional (r,θ) numerical lattice from which a Hartree potential with local exchange is constructed. The single-particle Schrödinger equation is then solved for the valence bound orbital and continuum distorted-wave orbitals with S-matrix boundary conditions. Total cross section results for H2 and N2 are compared with those from semiempirical calculations and experimental measurements.

Real-space grids and the Octopus code as tools for the development of new simulation approaches for electronic systems

Real-space grids are a powerful alternative for the simulation of electronic systems. One of the main advantages of the approach is the flexibility and simplicity of working directly in real space where the different fields are discretized on a grid, combined with competitive numerical performance and great potential for parallelization. These properties constitute a great advantage at the time of implementing and testing new physical models. Based on our experience with the Octopus code, in this article we discuss how the real-space approach has allowed for the recent development of new ideas for the simulation of electronic systems. Among these applications are approaches to calculate response properties, modeling of photoemission, optimal control of quantum systems, simulation of plasmonic systems, and the exact solution of the Schrödinger equation for low-dimensionality systems.

Localized structures in complex plasmas in the presence of a magnetic field

In this work, the general framework in which fits our investigation is that of modeling the dynamics of dust grains therein dusty plasma (complex plasma) in the presence of electromagnetic fields. The generalized discrete complex Ginzburg-Landau equation (DCGLE) is thus obtained to model discrete dynamical structure in dusty plasma with Epstein friction. In the collisionless limit, the equation reduces to the modified discrete nonlinear Schrödinger equation (MDNLSE). The modulational instability phenomenon is studied and we present the criterion of instability in both cases and it is shown that high values of damping extend the instability region. Equations thus obtained highlight the presence of soliton-like excitation in dusty plasma. We studied the generation of soliton in a dusty plasma taking in account the effects of interaction between dust grains and theirs neighbours. Numerical simulations are carried out to show the validity of analytical approach.

Rapport au travail et dynamique de transformation du métier d'ingénieur dans le contexte algérien: le cas de l'entreprise Sonatrach

Cette recherche a pour objet l'étude de la dynamique de transformation du métier d'ingénieur dans le contexte algérien saisi à travers le rapport au travail. Elle repose sur une approche théorique s'inspirant d'une sociologie des groupes professionnels avec une démarche alliant méthodes quantitatives et qualitatives. Prenant appui sur des données recueillies à l'aide d'un questionnaire et d'entretiens approfondis menés dans Sonatrach, la plus grande entreprise d'Algérie, notre étude s'est attachée à faire ressortir les facteurs qui agissent au niveau individuel, organisationnel et sociétal sur les pratiques professionnelles pour deux générations d'ingénieurs. La première a eu pour mission de bâtir le pays à travers les grands projets de développement qui ont caractérisé la période après l'indépendance. La deuxième est arrivée sur le marché de l'emploi, à la fin des années 80, dans un contexte de crise et a payé un lourd tribut à la détérioration de la conjoncture économique. Les pratiques professionnelles se construisent tout d'abord dans le travail, mais aussi dans l'exercice des activités quotidiennes, les relations avec les autres et enfin la satisfaction à l'égard du travail. Tels ont été les points focaux de notre démarche d'explicitation du rapport au travail chez nos ingénieurs. Nous avons mis en lumière l'effet de la position hiérarchique au sein de l'organisation et des types de fonction. La satisfaction tient de la fierté d'appartenir à une entreprise prestigieuse. Chez les jeunes, elle s'exprime aussi dans les avantages matériels et une vision du métier fondée sur la maîtrise technique. Les plus âgés, encore marqués par l'idéologie nationaliste, mettent l'accent sur la participation à l'édification du pays, mais aussi sur la réalisation de soi et la fidélité à l'entreprise. Le rapport au travail s'élabore également au fil du temps dans son cheminement professionnel. Nous l'avons abordé, dans une deuxième étape, en documentant les processus d'intégration et de mobilité au sein de l'entreprise. Les trajectoires professionnelles sont régies par des politiques et des procédures de gestion qui en définissent les modalités, mais elles obéissent également à des opportunités et à des pratiques informelles qui jouent un rôle tout aussi important dans la détermination des profils de carrière. Enfin, le rapport au travail est tributaire de facteurs qui dépassent le cadre de l'entreprise. Dans une troisième étape, nous avons analysé les transformations du système éducatif et leur impact sur la certification des ingénieurs, la crise économique et ses effets en termes de chômage et de précarité et enfin la montée du discours religieux et ses manifestations chez les ingénieurs. Ces facteurs liés au contexte sociétal modifient les représentations et modèlent les attitudes et comportements au travail et à l'égard de celui-ci. Comme le montre notre recherche, le rapport au travail articule, dans une composition complexe, parcours individuels et histoires collectives vécus dans des environnements en évolution. La pratique d'un métier se trouve liée aux différents contextes de socialisation qui traversent les individus. Elle se situe, dans le cas algérien, au croisement d'une formation scientifique et technique qui montre peu de réactivité aux besoins mouvants de l'opérateur économique qu'elle est censée satisfaire, d'une entreprise bureaucratique dans son organisation et dans son fonctionnement où le contournement des règles peut s'ériger en principes de gestion et enfin d'un contexte sociétal qui oscille entre modernité et tradition. Cette dernière est réinterprétée de manière orthodoxe par les mouvements religieux en action dans la société. Ainsi, les ingénieurs investis initialement d'une mission de développement et considérés alors comme "vecteur de modernité" connaissent une détérioration de leur statut et la crise touche la profession vécue cependant différemment selon les générations.

Planification et dimensionnement des réseaux optiques de longues distances

Le projet de recherche porte sur l'étude des problèmes de conception et de planification d'un réseau optique de longue distance, aussi appelé réseau de coeur (OWAN-Optical Wide Area Network en anglais). Il s'agit d'un réseau qui transporte des flots agrégés en mode commutation de circuits. Un réseau OWAN relie différents sites à l'aide de fibres optiques connectées par des commutateurs/routeurs optiques et/ou électriques. Un réseau OWAN est maillé à l'échelle d'un pays ou d’un continent et permet le transit des données à très haut débit. Dans une première partie du projet de thèse, nous nous intéressons au problème de conception de réseaux optiques agiles. Le problème d'agilité est motivé par la croissance de la demande en bande passante et par la nature dynamique du trafic. Les équipements déployés par les opérateurs de réseaux doivent disposer d'outils de configuration plus performants et plus flexibles pour gérer au mieux la complexité des connexions entre les clients et tenir compte de la nature évolutive du trafic. Souvent, le problème de conception d'un réseau consiste à prévoir la bande passante nécessaire pour écouler un trafic donné. Ici, nous cherchons en plus à choisir la meilleure configuration nodale ayant un niveau d'agilité capable de garantir une affectation optimale des ressources du réseau. Nous étudierons également deux autres types de problèmes auxquels un opérateur de réseau est confronté. Le premier problème est l'affectation de ressources du réseau. Une fois que l'architecture du réseau en termes d'équipements est choisie, la question qui reste est de savoir : comment dimensionner et optimiser cette architecture pour qu'elle rencontre le meilleur niveau possible d'agilité pour satisfaire toute la demande. La définition de la topologie de routage est un problème d'optimisation complexe. Elle consiste à définir un ensemble de chemins optiques logiques, choisir les routes physiques suivies par ces derniers, ainsi que les longueurs d'onde qu'ils utilisent, de manière à optimiser la qualité de la solution obtenue par rapport à un ensemble de métriques pour mesurer la performance du réseau. De plus, nous devons définir la meilleure stratégie de dimensionnement du réseau de façon à ce qu'elle soit adaptée à la nature dynamique du trafic. Le second problème est celui d'optimiser les coûts d'investissement en capital(CAPEX) et d'opération (OPEX) de l'architecture de transport proposée. Dans le cas du type d'architecture de dimensionnement considérée dans cette thèse, le CAPEX inclut les coûts de routage, d'installation et de mise en service de tous les équipements de type réseau installés aux extrémités des connexions et dans les noeuds intermédiaires. Les coûts d'opération OPEX correspondent à tous les frais liés à l'exploitation du réseau de transport. Étant donné la nature symétrique et le nombre exponentiel de variables dans la plupart des formulations mathématiques développées pour ces types de problèmes, nous avons particulièrement exploré des approches de résolution de type génération de colonnes et algorithme glouton qui s'adaptent bien à la résolution des grands problèmes d'optimisation. Une étude comparative de plusieurs stratégies d'allocation de ressources et d'algorithmes de résolution, sur différents jeux de données et de réseaux de transport de type OWAN démontre que le meilleur coût réseau est obtenu dans deux cas : une stratégie de dimensionnement anticipative combinée avec une méthode de résolution de type génération de colonnes dans les cas où nous autorisons/interdisons le dérangement des connexions déjà établies. Aussi, une bonne répartition de l'utilisation des ressources du réseau est observée avec les scénarios utilisant une stratégie de dimensionnement myope combinée à une approche d'allocation de ressources avec une résolution utilisant les techniques de génération de colonnes. Les résultats obtenus à l'issue de ces travaux ont également démontré que des gains considérables sont possibles pour les coûts d'investissement en capital et d'opération. En effet, une répartition intelligente et hétérogène de ressources d’un réseau sur l'ensemble des noeuds permet de réaliser une réduction substantielle des coûts du réseau par rapport à une solution d'allocation de ressources classique qui adopte une architecture homogène utilisant la même configuration nodale dans tous les noeuds. En effet, nous avons démontré qu'il est possible de réduire le nombre de commutateurs photoniques tout en satisfaisant la demande de trafic et en gardant le coût global d'allocation de ressources de réseau inchangé par rapport à l'architecture classique. Cela implique une réduction substantielle des coûts CAPEX et OPEX. Dans nos expériences de calcul, les résultats démontrent que la réduction de coûts peut atteindre jusqu'à 65% dans certaines jeux de données et de réseau.

Efficient estimation using the characteristic function : theory and applications with high frequency data

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Groupage et protection du trafic dynamique dans les réseaux WDM

Avec les nouvelles technologies des réseaux optiques, une quantité de données de plus en plus grande peut être transportée par une seule longueur d'onde. Cette quantité peut atteindre jusqu’à 40 gigabits par seconde (Gbps). Les flots de données individuels quant à eux demandent beaucoup moins de bande passante. Le groupage de trafic est une technique qui permet l'utilisation efficace de la bande passante offerte par une longueur d'onde. Elle consiste à assembler plusieurs flots de données de bas débit en une seule entité de données qui peut être transporté sur une longueur d'onde. La technique demultiplexage en longueurs d'onde (Wavelength Division Multiplexing WDM) permet de transporter plusieurs longueurs d'onde sur une même fibre. L'utilisation des deux techniques : WDM et groupage de trafic, permet de transporter une quantité de données de l'ordre de terabits par seconde (Tbps) sur une même fibre optique. La protection du trafic dans les réseaux optiques devient alors une opération très vitale pour ces réseaux, puisqu'une seule panne peut perturber des milliers d'utilisateurs et engendre des pertes importantes jusqu'à plusieurs millions de dollars à l'opérateur et aux utilisateurs du réseau. La technique de protection consiste à réserver une capacité supplémentaire pour acheminer le trafic en cas de panne dans le réseau. Cette thèse porte sur l'étude des techniques de groupage et de protection du trafic en utilisant les p-cycles dans les réseaux optiques dans un contexte de trafic dynamique. La majorité des travaux existants considère un trafic statique où l'état du réseau ainsi que le trafic sont donnés au début et ne changent pas. En plus, la majorité de ces travaux utilise des heuristiques ou des méthodes ayant de la difficulté à résoudre des instances de grande taille. Dans le contexte de trafic dynamique, deux difficultés majeures s'ajoutent aux problèmes étudiés, à cause du changement continuel du trafic dans le réseau. La première est due au fait que la solution proposée à la période précédente, même si elle est optimisée, n'est plus nécessairement optimisée ou optimale pour la période courante, une nouvelle optimisation de la solution au problème est alors nécessaire. La deuxième difficulté est due au fait que la résolution du problème pour une période donnée est différente de sa résolution pour la période initiale à cause des connexions en cours dans le réseau qui ne doivent pas être trop dérangées à chaque période de temps. L'étude faite sur la technique de groupage de trafic dans un contexte de trafic dynamique consiste à proposer différents scénarios pour composer avec ce type de trafic, avec comme objectif la maximisation de la bande passante des connexions acceptées à chaque période de temps. Des formulations mathématiques des différents scénarios considérés pour le problème de groupage sont proposées. Les travaux que nous avons réalisés sur le problème de la protection considèrent deux types de p-cycles, ceux protégeant les liens (p-cycles de base) et les FIPP p-cycles (p-cycles protégeant les chemins). Ces travaux ont consisté d’abord en la proposition de différents scénarios pour gérer les p-cycles de protection dans un contexte de trafic dynamique. Ensuite, une étude sur la stabilité des p-cycles dans un contexte de trafic dynamique a été faite. Des formulations de différents scénarios ont été proposées et les méthodes de résolution utilisées permettent d’aborder des problèmes de plus grande taille que ceux présentés dans la littérature. Nous nous appuyons sur la méthode de génération de colonnes pour énumérer implicitement les cycles les plus prometteurs. Dans l'étude des p-cycles protégeant les chemins ou FIPP p-cycles, nous avons proposé des formulations pour le problème maître et le problème auxiliaire. Nous avons utilisé une méthode de décomposition hiérarchique du problème qui nous permet d'obtenir de meilleurs résultats dans un temps raisonnable. Comme pour les p-cycles de base, nous avons étudié la stabilité des FIPP p-cycles dans un contexte de trafic dynamique. Les travaux montrent que dépendamment du critère d'optimisation, les p-cycles de base (protégeant les liens) et les FIPP p-cycles (protégeant les chemins) peuvent être très stables.

Croissance des fonctions propres du laplacien sur un domaine circulaire

Ce mémoire a pour but d'étudier les propriétés des solutions à l'équation aux valeurs propres de l'opérateur de Laplace sur le disque lorsque les valeurs propres tendent vers l'in ni. En particulier, on s'intéresse au taux de croissance des normes ponctuelle et L1. Soit D le disque unitaire et @D sa frontière (le cercle unitaire). On s'inté- resse aux solutions de l'équation aux valeurs propres f = f avec soit des conditions frontières de Dirichlet (fj@D = 0), soit des conditions frontières de Neumann ( @f @nj@D = 0 ; notons que sur le disque, la dérivée normale est simplement la dérivée par rapport à la variable radiale : @ @n = @ @r ). Les fonctions propres correspondantes sont données par : f (r; ) = fn;m(r; ) = Jn(kn;mr)(Acos(n ) + B sin(n )) (Dirichlet) fN (r; ) = fN n;m(r; ) = Jn(k0 n;mr)(Acos(n ) + B sin(n )) (Neumann) où Jn est la fonction de Bessel de premier type d'ordre n, kn;m est son m- ième zéro et k0 n;m est le m-ième zéro de sa dérivée (ici on dénote les fonctions propres pour le problème de Dirichlet par f et celles pour le problème de Neumann par fN). Dans ce cas, on obtient que le spectre SpD( ) du laplacien sur D, c'est-à-dire l'ensemble de ses valeurs propres, est donné par : SpD( ) = f : f = fg = fk2 n;m : n = 0; 1; 2; : : :m = 1; 2; : : :g (Dirichlet) SpN D( ) = f : fN = fNg = fk0 n;m 2 : n = 0; 1; 2; : : :m = 1; 2; : : :g (Neumann) En n, on impose que nos fonctions propres soient normalisées par rapport à la norme L2 sur D, c'est-à-dire : R D F2 da = 1 (à partir de maintenant on utilise F pour noter les fonctions propres normalisées et f pour les fonctions propres quelconques). Sous ces conditions, on s'intéresse à déterminer le taux de croissance de la norme L1 des fonctions propres normalisées, notée jjF jj1, selon . Il est vi important de mentionner que la norme L1 d'une fonction sur un domaine correspond au maximum de sa valeur absolue sur le domaine. Notons que dépend de deux paramètres, m et n et que la dépendance entre et la norme L1 dépendra du rapport entre leurs taux de croissance. L'étude du comportement de la norme L1 est étroitement liée à l'étude de l'ensemble E(D) qui est l'ensemble des points d'accumulation de log(jjF jj1)= log : Notre principal résultat sera de montrer que [7=36; 1=4] E(B2) [1=18; 1=4]: Le mémoire est organisé comme suit. L'introdution et les résultats principaux sont présentés au chapitre 1. Au chapitre 2, on rappelle quelques faits biens connus concernant les fonctions propres du laplacien sur le disque et sur les fonctions de Bessel. Au chapitre 3, on prouve des résultats concernant la croissance de la norme ponctuelle des fonctions propres. On montre notamment que, si m=n ! 0, alors pour tout point donné (r; ) du disque, la valeur de F (r; ) décroit exponentiellement lorsque ! 1. Au chapitre 4, on montre plusieurs résultats sur la croissance de la norme L1. Le probl ème avec conditions frontières de Neumann est discuté au chapitre 5 et on présente quelques résultats numériques au chapitre 6. Une brève discussion et un sommaire de notre travail se trouve au chapitre 7.

Les "musiques émergentes" à Montréal : devenir-ensemble et singularité

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Le jeune téléspectateur, objet de discours social : le cas du Chili «post-1990»

Cette thèse s’interroge sur le phénomène du jeune téléspectateur contemporain. Je questionne cette « réalité », qui fait l’objet de discours et de pratiques sociales au quotidien. L’idée de l’existence « objective » de l’enfant téléspectateur depuis l’avènement de la télévision est si fertile, qu’elle a même contribué au développement d’un sous-domaine de recherche en communication : la communication jeunesse. J’inclus également ce sous-domaine dans la problématique. Ce faisant, je tente d’esquisser une théorisation de l’enfant téléspectateur, en le comprenant comme une formation discursive et sociale. Suivant le point de vue de l’analyse de discours de Michel Foucault (1969), j’axe son étude en articulant deux éléments qui forment les objets sociaux : le régime de vérité et les formations discursives. Ainsi, je réfléchis au jeune téléspectateur comme objet de savoir et de vérité, et comme fruit d’un ensemble de formations discursives. J’ancre empiriquement le questionnement du jeune téléspectateur contemporain dans le Chili « post-1990 ». Je propose une approche méthodologique et analytique me permettant de rendre compte de l’articulation d’éléments hétérogènes qui participent au façonnement discursif et social de celui-ci. Cet outil exploratoire est « le rhizome », que j’emprunte à Gilles Deleuze et à Félix Guattari (1976). Le rhizome m’est utile pour rendre compte des multiples portes d’entrée dans la formation discursive de l’enfant téléspectateur, du déplacement comme chercheuse à l’intérieur de celle-ci, et des figures qui se forment par l’articulation du discours et des pratiques entreprises à son égard. Ce faisant, je propose une archive d’époque de l’enfant téléspectateur du Chili « post-1990 ». Dans celle-ci, je montre des modalités particulières de sa formation discursive et des figures hétéroclites de celui-ci qui ont émergé dans les analyses. Finalement, je présente un ensemble de pratiques discursives qui ont également fait surface dans les analyses. Ces pratiques emploient la figure de l’enfant téléspectateur pour instaurer discursivement d’autres « réalités », qui ne le concernent pas directement. M’appuyant sur Jean-Michel Berthelot (1992), notamment sur son concept d’« opérateur discursif », je qualifie ainsi ces pratiques observées.

Séries universelles dans CN et sur les surfaces de Riemann non compactes

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Systèmes superintégrables avec spin et intégrales du mouvement d’ordre deux

Ce mémoire est une partie d’un programme de recherche qui étudie la superintégrabilité des systèmes avec spin. Plus particulièrement, nous nous intéressons à un hamiltonien avec interaction spin-orbite en trois dimensions admettant une intégrale du mouvement qui est un polynôme matriciel d’ordre deux dans l’impulsion. Puisque nous considérons un hamiltonien invariant sous rotation et sous parité, nous classifions les intégrales du mouvement selon des multiplets irréductibles de O(3). Nous calculons le commutateur entre l’hamiltonien et un opérateur général d’ordre deux dans l’impulsion scalaire, pseudoscalaire, vecteur et pseudovecteur. Nous donnons la classification complète des systèmes admettant des intégrales du mouvement scalaire et vectorielle. Nous trouvons une condition nécessaire à remplir pour le potentiel sous forme d’une équation différentielle pour les cas pseudo-scalaire et pseudo-vectoriel. Nous utilisons la réduction par symétrie pour obtenir des solutions particulières de ces équations.