L’outillage sur plaquette en quartzite du site ElFs-010. Étude d’une technologie distinctive en Jamésie, Québec (1900-400 A.A.)

Réalisé en collaboration avec Arkéos Inc.

An improved single-plaquette gauge action

We describe and test a nonperturbatively improved single-plaquette lattice action for 4-d SU(2) and SU(3) pure gauge theory, which suppresses large fluctuations of the plaquette, without requiring the naive continuum limit for smooth fields. We tune the action parameters based on torelon masses in moderate cubic physical volumes, and investigate the size of cut-off effects in other physical quantities, including torelon masses in asymmetric spatial volumes, the static quark potential, and gradient flow observables. In 2-d O(N) models similarly constructed nearest-neighbor actions have led to a drastic reduction of cut-off effects, down to the permille level, in a wide variety of physical quantities. In the gauge theories, we find significant reduction of lattice artifacts, and for some observables, the coarsest lattice result is very close to the continuum value. We estimate an improvement factor of 40 compared to using the Wilson gauge action to achieve the same statistical accuracy and suppression of cut-off effects.

Plaquette, Max Nordau gewidmet [Illustration]

Israel Rouchomovski

Exploring glueball wave functions on the lattice

We calculate the string tension and 0++ and 2++ glueball masses in pure gauge QCD using an improved lattice action. We compare various smearing methods, and find that the best glueball signal is obtained using smeared Wilson loops of a size of about 0.5 fm. Our results for mass ratios m0++/√σ=3.5(3) and m2++/m0++=1.6(2) are consistent with those computed with the simple plaquette action.

Topological phases, Majorana modes and quench dynamics in a spin ladder system

We explore the salient features of the `Kitaev ladder', a two-legged ladder version of the spin-1/2 Kitaev model on a honeycomb lattice, by mapping it to a one-dimensional fermionic p-wave superconducting system. We examine the connections between spin phases and topologically non-trivial phases of non-interacting fermionic systems, demonstrating the equivalence between the spontaneous breaking of global Z(2) symmetry in spin systems and the existence of isolated Majorana modes. In the Kitaev ladder, we investigate topological properties of the system in different sectors characterized by the presence or absence of a vortex in each plaquette of the ladder. We show that vortex patterns can yield a rich parameter space for tuning into topologically non-trivial phases. We introduce and employ a new topological invariant for explicitly determining the presence of zero energy Majorana modes at the boundaries of such phases. Finally, we discuss dynamic quenching between topologically non-trivial phases in the Kitaev ladder and, in particular, the post-quench dynamics governed by tuning through a quantum critical point.

Bose-Hubbard model in a strong effective magnetic field: Emergence of a chiral Mott insulator ground state

Motivated by experiments on Josephson junction arrays, and cold atoms in an optical lattice in a synthetic magnetic field, we study the ``fully frustrated'' Bose-Hubbard model with half a magnetic flux quantum per plaquette. We obtain the phase diagram of this model on a two-leg ladder at integer filling via the density matrix renormalization group approach, complemented by Monte Carlo simulations on an effective classical XY model. The ground state at intermediate correlations is consistently shown to be a chiral Mott insulator (CMI) with a gap to all excitations and staggered loop currents which spontaneously break time-reversal symmetry. We characterize the CMI state as a vortex supersolid or an indirect exciton condensate, and discuss various experimental implications.

Chiral Mott insulator with staggered loop currents in the fully frustrated Bose-Hubbard model

Motivated by experiments on Josephson junction arrays in a magnetic field and ultracold interacting atoms in an optical lattice in the presence of a ``synthetic'' orbital magnetic field, we study the ``fully frustrated'' Bose-Hubbard model and quantum XY model with half a flux quantum per lattice plaquette. Using Monte Carlo simulations and the density matrix renormalization group method, we show that these kinetically frustrated boson models admit three phases at integer filling: a weakly interacting chiral superfluid phase with staggered loop currents which spontaneously break time-reversal symmetry, a conventional Mott insulator at strong coupling, and a remarkable ``chiral Mott insulator'' (CMI) with staggered loop currents sandwiched between them at intermediate correlation. We discuss how the CMI state may be viewed as an exciton condensate or a vortex supersolid, study a Jastrow variational wave function which captures its correlations, present results for the boson momentum distribution across the phase diagram, and consider various experimental implications of our phase diagram. Finally, we consider generalizations to a staggered flux Bose-Hubbard model and a two-dimensional (2D) version of the CMI in weakly coupled ladders.

Baryon squishing in synthetic dimensions by effective SU(M) gauge fields

The ``synthetic dimension'' proposal A. Celi et al., Phys. Rev. Lett. 112, 043001 (2014)] uses atoms with M internal states (''flavors'') in a one-dimensional (1D) optical lattice, to realize a hopping Hamiltonian equivalent to the Hofstadter model (tight-binding model with a given magnetic flux per plaquette) on an M-sites-wide square lattice strip. We investigate the physics of SU(M) symmetric interactions in the synthetic dimension system. We show that this system is equivalent to particles with SU(M) symmetric interactions] experiencing an SU(M) Zeeman field at each lattice site and a non-Abelian SU(M) gauge potential that affects their hopping. This equivalence brings out the possibility of generating nonlocal interactions between particles at different sites of the optical lattice. In addition, the gauge field induces a flavor-orbital coupling, which mitigates the ``baryon breaking'' effect of the Zeeman field. For M particles, concomitantly, the SU(M) singlet baryon which is site localized in the usual 1D optical lattice, is deformed to a nonlocal object (''squished baryon''). We conclusively demonstrate this effect by analytical arguments and exact (numerical) diagonalization studies. Our study promises a rich many-body phase diagram for this system. It also uncovers the possibility of using the synthetic dimension system to laboratory realize condensed-matter models such as the SU(M) random flux model, inconceivable in conventional experimental systems.

Nouvelles stratégies d’imageries afin de faciliter l’étude des interactions entre les récepteurs couplés aux protéines G

L’étude de l’assemblage et de l’acheminement à la membrane plasmique des complexes de signalisation des RCPGs va jouer un rôle crucial dans le développement de nouveaux médicaments ayant moins d’effets secondaires. Des outils permettant l’étude de ces phénomènes existent déjà, mais un outil polyvalent qui permettrait d’étudier plusieurs aspects pourrait grandement faciliter et accélérer ces études. L’étiquette SNAP est un candidat intéressant puisqu’avec cette étiquette il est possible de marquer une seule construction avec une variété de différents substrats. Une construction encodant pour le récepteur β2AR avec une étiquette SNAP à son extrémité C-terminale a été ingénérée. Cette construction est apte à lier son ligand, à être acheminée à la membrane plasmique et à homodimériser. La protéine exprimée a été marquée avec le fluorophore BG-430. De la fluorescence non spécifique a été détectée dans la cellule (même en absence de l’étiquette SNAP sur le récepteur). Un essai BRET a été développé, utilisant la construction HA-β2AR-SNAP en tant qu’accepteur et est fonctionnel. L’étiquette SNAP, comme utilisée ici, ne présente pas un aussi bon candidat qu’attendu, puisque le substrat n’ayant pas réagi demeure coincé dans la cellule. Le facteur activateur de plaquette (PAF) et son récepteur (PAFR) jouent un rôle critique dans plusieurs réponses inflammatoires et le récepteur FP est impliqué dans l’accouchement prématuré. Une meilleure compréhension des complexes de signalisation associés à ces récepteurs pourrait être la première étape dans la compréhension de leur signalisation dans des situations normales ou de maladies. Des expériences de BRET étudiant des interactions de bases entre les récepteurs et leurs partenaires d’interactions connus ont été réalisées. Elles ont permis de déterminer que : les récepteurs PAF et FP homodimérisent, que les récepteurs PAF et FP hétérodimérisent, que les protéines Gβγ interagissent de manière constitutive avec ces récepteurs et qu’aucun signal de BRET n’a été détecté avec la protéine Gα et ce, en présence ou en absence de stimulation par un agoniste (suggérant qu’il est nécessaire d’optimiser le système présentement utilisé).

Étude du rôle régulateur de la lamine B1 dans l’activation plaquettaire : base moléculaire de la thromboprotection chez les patients porteurs d'anticoagulant lupique et d'anti-lamine B1

Les anticorps anti-phospholipides (aPL), tels que les anticoagulants lupiques (LAC), sont associés au développement récurrent de thromboses chez les patients atteints du lupus érythémateux disséminé (LED). Il a été observé que des titres élevés d’auto-anticorps antilamine B1 (anti-LB1), chez des patients porteurs de LAC, diminuent le risque de ces manifestations thrombotiques. Toutefois, la relation existant entre la lamine B1 (LB1), les anti-LB1 et la thromboprotection n’est toujours pas expliquée. Dans cette étude, nous avons donc cherché à comprendre comment la LB1 et les anti-LB1 induisent cette thromboprotection. Nous avons testé les effets d'anti-LB1 purifiés et de LB1 recombinante sur l'activation des cellules endothéliales et des plaquettes. Nous avons été en mesure de déterminer que la LB1, contrairement aux anti-LB1, possède une activité anti-plaquettaire. En effet, la LB1 réduit l’activation et l’agrégation plaquettaires in vitro et in vivo. Cette activité est due à une liaison directe de la LB1 aux plaquettes, suivie par une internalisation rapide dans des vésicules de clathrine. Par co-immunoprécipitation, nous avons découvert que la LB1 interagit avec le récepteur de l’insuline situé sur la membrane plaquettaire. La liaison de la LB1 à ce récepteur entraîne vraisemblablement son internalisation et l'inhibition d'une des cascades de signalisation normalement induite par le récepteur de l’insuline, menant éventuellement à l’inhibition des fonctions plaquettaires. L’ajout d’anti-LB1 purifiés dans nos expériences a permis d'augmenter de façon significative la persistance de la LB1 dans les plaquettes, une observation confirmée par la détection de LB1 uniquement dans les lysats de plaquettes prélevées chez des patients anti-LB1 positifs. iv Nos résultats suggèrent que la LB1 prend part aux mécanismes régulateurs des processus d’hémostase chez des sujets sains et que la présence d’anti-LB1, chez les patients lupiques, prolonge la persistance de cet auto-antigène dans les plaquettes, les empêchant ainsi de s’activer. Ce mécanisme expliquerait la diminution du risque de thrombose chez les patients LAC positifs porteurs d’anti-LB1 circulants.

Évaluation pré-clinique et clinique de deux nouvelles stratégies dans le traitement des maladies cardiovasculaires : activité anti-thrombotique de l'inhibition du récepteur P2Y1 et activité anti-inflammatoire de l'inhibition du récepteur PAR-1.

Alors que la plaquette a un rôle prépondérant dans le maintient de l'hémostase, son implication dans la formation de la thrombose est également incontestée. Il existe à présent des traitements antiplaquettaires mais ceux-ci présentent quelques failles. Le but de ma maîtrise a donc été de caractériser de nouvelles voies d'inhibition de l'activité plaquettaire. Les deux études qui ont été réalisées concernent l'inhibition de récepteurs couplés aux protéines G, soit le récepteur à l'ADP P2Y1 et le récepteur à la thrombine PAR-1. Dans un premier temps, l'étude du récepteur P2Y1 suggère que l'inhibition de celui-ci seul ou en combinaison avec l'inhibition du récepteur P2Y12 présente un potentiel thérapeutique chez des patients coronariens stables. Dans un deuxième temps, l'étude d'un nouvel antiplaquettaire qui est présentement en phase III de son développement clinique, soit le SCH 530348, a été effectuée. Étant un antagoniste du récepteur PAR-1, le SCH 530348 a des effets qui se répercutent à la fois chez la plaquette et les leucocytes qui possèdent eux aussi ce récepteur. Cette deuxième étude suggère que complémentairement à son effet chez la plaquette, cet inhibiteur diminue les marqueurs de l'inflammation systémique.

Quantum topology change and large-N gauge theories

We study a model for dynamical localization of topology using ideas from non-commutative geometry and topology in quantum mechanics. We consider a collection X of N one-dimensional manifolds and the corresponding set of boundary conditions (self-adjoint extensions) of the Dirac operator D. The set of boundary conditions encodes the topology and is parameterized by unitary matrices g. A particular geometry is described by a spectral triple x(g) = (A X, script H sign X, D(g)). We define a partition function for the sum over all g. In this model topology fluctuates but the dimension is kept fixed. We use the spectral principle to obtain an action for the set of boundary conditions. Together with invariance principles the procedure fixes the partition function for fluctuating topologies. The model has one free-parameter β and it is equivalent to a one plaquette gauge theory. We argue that topology becomes localized at β = ∞ for any value of N. Moreover, the system undergoes a third-order phase transition at β = 1 for large-N. We give a topological interpretation of the phase transition by looking how it affects the topology. © SISSA/ISAS 2004.

Interfaces, strings, and a soft mode in the square lattice quantum dimer model

The quantum dimer model on the square lattice is a U(1) gauge theory that addresses aspects of the physics of high-Tc superconductors. Using a quantum Monte Carlo method, we show that the theory exists in a confining columnar valence bond solid phase. The interfaces separating distinct columnar phases display plaquette order, which, however, is not realized as a bulk phase. Static “electric” charges are confined by flux tubes that consist of multiple strands, each carrying a fractionalized flux ¼. A soft pseudo-Goldstone mode (which becomes exactly massless at the Rokhsar-Kivelson point) extends deep into the columnar phase, with potential implications for high-Tc physics.

Les flors de Bruc

En esta plaquette se presenta una colección de poemas escritos por el autor tras un viaje por Bretaña. Posteriormente formaron parte del libro de poemas "Cambra de mapes". En esta primera versión se evocan los paisajes míticos del fin del mundo bretón en una publicación para coleccionistas de los años setenta, editada en Valencia.