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Physique théorique mathématique [Theoretical and mathematical physics] (PTM)
Faculté des Sciences / faculty of Sciences - Physique (unité ULB150)

L'unité de recherche s'intéresse à la description théorique et mathématique des interactions fondamentales. En particulier on s'intéresse à la théorie d'Einstein de la gravitation (par exemple les trous noirs et la cosmologie théorique), à ses extensions possibles en des dimensions différentes de quatre, jusqu'à l'étude d'une théorie cohérente de gravitation quantique. Cet effort mène tout naturellement à des modèles d'unification, tels que la théorie des cordes, où toutes les interactions sont unifiées. Dans ce cadre, on utilise et développe de nouvelles techniques en théorie quantique des champs (par exemple, renormalisation et anomalies) et en supersymétrie. Un autre problème d'actualité est celui des aspects non perturbatifs des théories de jauge (supersymétriques ou pas), qui devraient expliquer par exemple l'origine de la masse et le confinement en QCD. [The research unit is interested in the theoretical and mathematical description of the fundamental interactions. In particular we are interested in Einstein's theory of gravity (e.g. black holes and theoretical cosmology), in its possible extensions to dimensions different than four and, eventually, in the study of a consistent theory of quantum gravity. These efforts lead naturally to models such as string theory, where all interaction are unified. In this context, we use and develop novel techniques in quantum field theory (e.g. renormalization and anomalies) and in supersymmetry. Another problem is the one of non perturbative aspects of gauge theories (supersymmetric or not), which should explain the origin of mass and confinement in QCD.]



coordonnées / contact details


Physique théorique mathématique [Theoretical and mathematical physics]
tel +32-2-650.58.16, fax +32-2-650.58.24, gbarnich@ulb.ac.be
http://www.ulb.ac.be/sciences/ptm/pmif/
Campus de la Plaine, NO - O - 6
CP231, boulevard du Triomphe, 1050 Bruxelles

Pour en savoir plus, consultez le site web de l'unité.



responsables / head


Glenn BARNICH Prof. Marc HENNEAUX Riccardo ARGURIO Frank FERRARI Andrés COLLINUCCI Geoffrey COMPERE Stephane DETOURNAY


composition / members


Andrea CAMPOLEONI David CHOW Eduardo CONDE PENA Ignacio CORTESE MOMBELLI Sophie DE BUYL Laura DONNAY Marco FAZZI Davide FORCELLA Sergio HÖRTNER Manuela KULAXIZI Pierre-Henry LAMBERT Gustavo LUCENA GOMEZ Pujian MAO Micha MOSKOVIC Daniele MUSSO Blagoje OBLAK Christoffer PETERSSON Rakibur RAHMAN Diego REDIGOLO Antonin ROVAI Waldemar SCHULGIN


projets / projects


Unification des interactions fondamentales, quantification du champ de gravitation, théorie des cordes [Unification of Fundamental Interactions, Quantum Gravity, String Theory]
Les meilleures perspectives de succès pour quantifier la relativité générale reposent sur la construction de modèles unifiant l'interaction gravitationnelle aux autres interactions fondamentales, puisque le comportement quantique de ces dernières est mieux contrôlé. Un candidat très populaire est fourni par la théorie des cordes. Le projet N° 1 se situe dans ce cadre de recherches. [In spite of many attempts, there exists no mathematically consistent quantum theory of the gravitational field. String theory offers the best hope for solving this problem. Work towards a better understanding of quantum gravity is being pursued.]

Structure algébrique des théories possédant une invariance de jauge, symétrie BRST [Algebric Structure of Gauge theories, BRST symetry]
Le concept de symétrie joue un rôle essentiel dans la formulation des modèles d'unification déjà construits et constitue également le principal guide dans la recherche de nouveaux modèles. Il est donc important de mieux comprendre d'un point de vue théorique la signification physique et la structure algébrique des symétries à la base de la description des interactions fondamentales, ce que développe le projet N°2. [Gauge symmetries play a crucial rôle in the formulation of models describing the fundamental interactions. It is planned to pursue the theoretical analysis of the algebraic structure of gauge symmetries through the powerful approach of BRST theory ]

Trous noirs [Black holes]
L' évolution des trous noirs soulève un certain nombre de paradoxes dont la résolution devrait faire avancer le problème de la quantification du champ de gravitation. Ces paradoxes apparaissent déjà dans le modèle de la gravitation à trois dimensions, dont la dynamique est beaucoup plus simple. Le projet N°3 poursuit l'analyse des trous noirs à trois et quatre dimensions. [Black holes raise a number of issues whose resolution will probably shed important light on quantum gravity . These issues arise already in the simpler context of three- dimensional gravity. The third project pursues the analysis of black hole physics, both in three and four dimensions. ]

Supersymétrie et aspects non-perturbatifs des théories de jauge [Supersymmetry and non-perturbative aspects of gauge theories]
La supersymétrie apparait comme un élément très important dans les théories d'unification des interactions fondamentales. De plus, la supersymétrie appliquée aux théories de jauge permet d'en étudier certains aspects comme la dynamique non-perturbative et les effets de couplage fort, tels que le confinement et la génération dynamique d'une échelle de masse. Enfin, certaines théories de jauge sont ''holographiquement'' duale de théories de cordes. [Supersymmetry appears to be a crucial element in theories which unify the fundamental interactions. Moreover, when applied to gauge theories, supersymmetry allows to study their non-perturbative and strong coupling aspects, such as confinement and the dynamical generation of a mass gap. Lastly, some gauge theories are ''holographically'' dual to string theories.]



theses


Gonzalez, H. ''The flat limit of three dimensional Anti-de Sitter spacetimes'', Pontificia Universidad Católica de Chile, Co-Directeur: G. Barnich, 2013

Troessaert, C. ''Aspects of dualities in gravitational theories'' Directeur: G. Barnich, 2011

Closset C., ''Studies of fractional D-branes in the gauge/gravity correspondence & flavored Chern-Simons quivers for M2-branes.'' Directeur: R. Argurio, 2010

Jamsin, E. ''Hidden symmetries and black holes in supergravity.'' Directeur: M. Henneaux, 2010

Persson, D. ''Arithmetic and Hyperbolic Structures in String Theory'' - Directeur : M. Henneaux, 2009

Wens, V. ''Of N=1 supersymmetric gauge theories and localization'' Directeur : F. Ferrari, 2009

Tabti, N. ''Kac-Moody algebraic structures in Supergravity theories'' Directeur: L. Houart, 2009

Bouatta N. (8 août 2008) ''String field theory, non-commutativity and higher spins''. Dir.: G. Barnich, 2008

Compere G. (10 mai 2007)''Symmetries and conservation laws in Lagrangian gauge theories with applications to the Mechanics of black holes and to Gravity in three dimensions'' Dir.: G. Barnich, 2007

Cnockaert S. (5 mai 2006), ''Higher spin gauge field theories. Aspects of duality and interactions.''Directeur : M. Henneaux, 2006

de Buyl S. (15 juin 2006), ''Kac-Moody Algebras in M-theory.''Directeur : M. Henneaux, 2006

Boulanger N. (9 septembre 2003), ''Algebraic aspects of gravity and higher spin gauge fields.''Directeur : M.Henneaux, 2003

Bekaert X. (11 septembre 2002), ''Issues in electric-magnetic duality.''Directeur: M. Henneaux, 2002

Barkallil, A. ''Results on local BRST cohomology of vector gauge theories for non reductive Lie algebras'' Directeur: M. Henneaux, 2002

Bautier K. (23 novembre 2001), ''Dynamics at infinity in anti-de-Sitter gravity''.Directeur: M. Henneaux, 2001

Barnich, G. ''Classical and quantum aspects of the extended antifield formalism'', Physique théorique et mathématique, ULB, Bruxelles (Thèse d'agrégation), 2000

Knaepen, B. ''Cohomologie BRST locale des théories de p-formes'', Dir. M. Henneaux - LPGD, 1999

Wilch, A. ''Rigid symmetries, geometry and the antifield formalism'', Dir. Prof. M. Henneaux, Physique théorique et mathématique, ULB, Bruxelles. - LPGD, 1999

Coussaert, O. ''Gravitation à 2+1 dimensions: propriétés supersymétriques des trous noirs et dynamique asymptotique'', Dir. Prof. M. Henneaux, Service de physique théorique et mathématique, ULB, Bruxelles.- LPGD, 1997

Barnich, G., ''Local BRST Cohomology in Yang-Mills Theory'' - LPGD, 1995

Grégoire, P., ''La transformation BRST-anti-BRST'' - LPGD, 1993

Dresse, A., ''Polynomial Poisson Structures and Dummy Variables in Computer ALgebra'' - LPGD, 1993

Fisch, J., ''Sur le Formalisme BRST des Antichamps et de l'Anticrochet de Batalin et Vilkovisky et ses Applications'' - LPGD, 1990



collaborations


Institute for Advanced study, School of Natural Sciences, Princeton, Etats-Unis (USA)

Claudio Bunster, Cristian Martinez, Jorge Zanelli, Ricardo Troncoso, Centro de Estudios Cientificos de Santiago, Santiago, Chili

Friedemann Brandt, Leibniz Universität Hannover, Institut für Theoretische Physik, Hannover, Allemagne

Stanley Deser, Brandeis University, Department of Theoretical Physics, Brandeis, Etats-Unis (USA)

Viqar Husain, University of New Brunswick, Center for Geometry and Gravity, New Brunswick, Canada

Philippe Spindel, Nicolas Boulanger, Université De Mons, Service de Mécanique et Relativité Générale, Mons, Belgique

Maximo Banados, Pontificia Universidad Católica de Chile, Facultad de Física, Santiago, Chili

Maxim Grigoriev, Lebedev Physical Institute, Moscou, Russie

Hermann Nicolai, Axel Kleinschmidt, Albert-Einstein Institut, Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Golm, Allemagne

Andres Gomberoff, Universidad Andres Bello, Departamento de Ciencias Físicas, Santiago, Chili

Soo-Jong Rey, Seoul National University, Center for Theoretical Physics, Seoul, Corée du sud

Bernard Julia, Costas Bachas, Ecole Normale Supérieure, Laboratoire de Physique Théorique, Paris, France

Daniel Persson, Chalmers University of Technology, Fundamental Physics, Göteborg, Suède

David Gross, University of California, Kavli Institute for Theoretical Physics, Santa Barbara, Etats-Unis (USA)

Alexander Sevrin, Vrije Universiteit Brussel, Theoretische Natuurkunde, Bruxelles, Belgique

Mauricio Leston, IAFE-CONICET, Instituto de Astronomía y Física del Espacio, Buenos Aires, Argentine

Gaston Giribet, University of Buenos Aires, FIBA-CONICET and Physics Department, Buenos Aires, Argentine

Thibault Damour, Institut des Hautes Etudes Scientifiques (IHES), Bures-sur-Yvette, France

François Englert, Université Libre de Bruxelles, Physique Théorique, Bruxelles, Belgique

Frank Wilczek, Massachusetts Institute of Technology, Center for Theoretical Physics, Cambridge,, Etats-Unis (USA)

Xavier Bekaert, Université François Rabelais Tours, Laboratoire de Mathématiques et Physique Théorique, Tours, France

Peter Van Nieuwenhuizen, Stony Brook University, Stony Brook, Etats-Unis (USA)

Michel Dubois-Violette, Université Paris XI, Laboratoire de Physique Théorique, Orsay, France

Adam Schwimmer, Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israël

Giulio Bonelli, International School of Advanced Studies (SISSA), Trieste, Italie

Antonio Grassi, Università del Piemonte Orientale, DISTA, Alessandria, Italie

Kostas Skenderis, University of Southampton, Mathematical Sciences and STAG research centre, Southampton, Grande-Bretagne

Tobias Hurth, Johannes-Gutenberg-Universität, Institut für Physik, Mainz, Allemagne

Matteo Bertolini, SISSA and INFN - Sezione di Trieste, International Centre for Theoretical Physics (ICTP, Trieste, Italie

Gabriele Ferretti, Chalmers University of Technology, Department of Fundamental Physics, Göteborg, Suède

Zohar Komargodski, School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study, Princeton, Etats-Unis (USA)

Shamit Kachru, Stanford University, ITP, Department of Physics and Theory Group, SLAC, Stanford, Etats-Unis (USA)

Amit Giveon, The Hebrew University, Racah Institute of Physics, Jerusalem, Israël

Sebastián Franco, Durham University, Institute for Particle Physics Phenomenology, Durham, Grande-Bretagne

Amihay Hanany, Imperial College, Theoretical Physics Group, The Blackett Laboratory, London, Grande-Bretagne

Adel Bilal, Ecole Normale Supérieure, Laboratoire de Physique Théorique, Paris, France

Steve Zelditch, Northwestern University, Department of Mathematics, Evanston, Etats-Unis (USA)

Massimo Bianchi, Università di Roma Tor Vergata, I.N.F.N. Sezione di Roma Tor Vergata & Dipartimento di Fisica, Roma, Italie

Luca Martucci, Università di Roma Tor Vergata, I.N.F.N. Sezione di Roma Tor Vergata & Dipartimento di Fisica, Roma, Italie

Ralph Blumenhagen, Max-Planck-Institut für Physik, München, Allemagne

Angel M. Uranga, Universidad Autónoma de Madrid, Instituto de Física Téorica, Madrid, Espagne

Frederik Denef, University of Leuven, Institute for Theoretical Physics, Leuven, Belgique

Antoine Van Proeyen, K.U. Leuven, Institute for Theoretical Physics, Leuven, Belgique

Jarah Evslin, Chinese Academy of Sciences, TPCSF, IHEP, Beijing, Chine

E.A. Bergshoeff, University of Groningen, Centre for Theoretical Physics, Groningen, Pays-Bas

J.G. Russo, Universitat de Barcelona, Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats, Barcelona, Espagne

P.K. Townsend, University of Cambridge, Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, Centre for Mathematical Sciences, Cambridge, Grande-Bretagne

Stefan Vandoren, Utrecht University, Institute for Theoretical Physics and Spinoza Institute, Utrecht, Pays-Bas

Ulf Gran, Department of Mathematics, London, Grande-Bretagne

Peter West, Department of Mathematics, London, Grande-Bretagne

Yolanda Lozano, Universidad de Oviedo, Departamento de Física, Oviedo, Espagne

Anne Taormina, University of Durham, Department of Mathematical Sciences, Durham, Grande-Bretagne

Andrew Strominger, Harvard University, Center for the Fundamental Laws of Nature, Cambridge, Etats-Unis (USA)

Marika Taylor, University of Southampton, Mathematical Sciences and STAG research centre, Southampton, Grande-Bretagne

Amitabh Virmani, Sachivalaya Marg, Institute of Physics, Bhubaneswar, Inde

Yuji Tachikawa, University of Tokyo, Department of Physics, Tokyo, Japon

Seiji Terashima, Kyoto University, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto, Japon

Keiju Murata, Keio University, Department of Physics, and Research and Education Center for Natural Sciences, Yokohama, Japon

Donald Marolf, University of California, Department of Physics, Santa Barbara, Etats-Unis (USA)

Augusto Sagnotti, Scuola Normale Superiore and INFN, Pisa, Italie

Daniel Grumiller, Vienna University of Technology, Institute for Theoretical Physics, Vienna, Autriche

Joan Simón, University of Edinburgh, School of Mathematics, Edinburgh, Grande-Bretagne

Pierre Bieliavsky, Université Catholique de Louvain, Département de Mathématique, Louvain-La-Neuve, Belgique

P. Marios Petropoulos, École Polytechnique, Centre de Physique Théorique, Palaiseau, France

Domenico Orlando, Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN), Theory Group, Geneva, Suisse

Dietmar Klemm, Università di Milano, Dipartimento di Fisica, Milano, Italie

Kentaroh Yoshida, Kyoto University, Department of Physics, Kyoto, Japon



prix / awards


Prix scientifique Louis Empain (Déc. 1989) - Marc HENNEAUX

Bourse Fulbright - Marc HENNEAUX

Prix Francqui 2000 - Marc HENNEAUX

Chaire Francqui au titre belge - VUB - année académique 2002-2003 - Marc HENNEAUX

Fleurice Mercier 1988/89 - Glenn BARNICH

Adolphe Wetrems 2010 - Glenn BARNICH

Bourse Fulbright 1995/96 - Glenn BARNICH

Théophile De Donder 2008 - Riccardo ARGURIO

B.A.E.F. David and Alice van Buuren Fellowship 2007/2008 - Geoffrey COMPERE



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