%0 Thesis
%T Quantum chromodynamics at finite temperatures dans densities : a renormalization group resummation of perturbative series
%T Chromodynamique quantique à hautes températures et densités finies : resommation des séries perturbatives par le groupe de renormalisation
%+ Laboratoire Charles Coulomb (L2C)
%A Fernandez, Loïc
%N 2022UMONS095
%I Université de Montpellier
%Y Jean-Loïc Kneur
%Z Sacha Davidson [Président]
%Z Urko Reinosa [Rapporteur]
%Z Hubert Hansen [Rapporteur]
%Z Rudnei O Ramos
%8 2022-12-09
%D 2022
%K Quantum ChromoDynamics
%K Resummation
%K Temperature
%K Chemical potential
%K Renormalization Group
%K Renormalisation
%K Chromodynamique Quantique
%K Resommation
%K Température
%K Potentiel chimique
%K Groupe de Renormalisation
%K Renormalisation
%Z Chemical Sciences/Cristallography
%Z Chemical Sciences/Material chemistryTheses
%X This Thesis covers research conducted at the University of Montpellier, during the three years of PhD contract financed by the doctorate school I2S, in thecontext of thermal quantum field theory. This theory is a framework for describing quantum fields in a medium, specifically at finite temperature and/or chemical potential (equivalently, density). A special focus is given to the renormalization group and its properties to define a better resummation scheme for the infrared divergences generically plaguing thermal field theory. We first define and apply a so-called renormalization group optimized perturbation theory (RGOPT), a resummation framework for the infrared divergences, for the specific case of the lambdaphi^4 model at next-to-next-to-leading order, where we found sound results concerning the improvement of the convergence of the series expansion as well as a drastic improvement with respect to the residual arbitrary renormalization scale dependence. Cold and dense quantum chromodynamics is also explored, where we derived an original all order resummation of the leading logarithms as well as the so-called soft next-to-leading logarithms. The discussion is extended so as to include the application of RG resummation in the quark sector at next-to-next-to-leading order, and first developments for the specific case of massive gluons in the context of the Hard Thermal loop perturbation theory. Finally, preliminary application of this resummation procedure to the determination of an equation of state for neutron stars are discussed.
%X Cette thèse couvre les recherches conduites à l'université de Montpellier, durant les trois années de contrat financé par l'école doctorale I2S, dans le contexte de la théorie quantique des champs dans un milieu chaud et dense. Cette théorie est un cadre de travail permettant de décrire les champs quantiques à températures et densités finies. Un intérêt spécial est donné au groupe de renormalisation et ses propriétés afin de définir un meilleur schéma de resommation des divergences infrarouges, affligeant la théorie quantique des champs dans un milieu thermal. Nous commençons par définir la méthode dite ``renormalization group optimized perturbation theory'' (RGOPT), consistant à optimiser la série perturbative en accord avec le groupe de renormalisation, un cadre de travail permettant de resommer les divergences infrarouges, puis nous discutons son application dans différents modèles. Premièrement, l'application au modèle scalaire, plus simple que la chromodynamique quantique (QCD), au troisième ordre perturbatifs où nous constatons une forte amélioration de la convergence de la série perturbative ainsi qu'une diminution drastique de la dépendence d'échelle de renormalisation résiduelle. Puis, nous explorons le cas de la QCD à haute densités et température nulle, où nous déterminons une resommation originale à tous les ordres des logarithmes dominants et sous-dominants. La discussion est ensuite étendue pour incorporer l'application de la méthode de resommation RG dans le secteur des quarks, et une première approche à l'extension de ce formalisme au secteur des gluons massifs, décrit par le formalisme Hard Thermal Loop (HTL), est exploré. Finalement, nous discutons une première application de cette méthode de resommation pour la détermination d'une équation d'état pour les étoiles à neutrons.
%G English
%2 https://theses.hal.science/tel-04131500/document
%2 https://theses.hal.science/tel-04131500/file/FERNANDEZ_2022_archivage.pdf
%L tel-04131500
%U https://theses.hal.science/tel-04131500
%~ CNRS
%~ STAR
%~ L2C
%~ UNIV-MONTPELLIER
%~ UM-2015-2021
%~ UM-EPE