Aspects of theories with dynamical, topological or gauge symmetries

Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Physics, 1994.Includes bibliographical references.by Jean-Guy Demers.Ph.D

Twisting to Abelian BF/Chern-Simons Theories

Starting from a $D=3$, $N=4$ supersymmetric theory for matter fields, a twist with a Grassmann parity change is defined which maps the theory into a gauge fixed, abelian $BF$ theory on curved 3-manifolds. After adding surface terms to this theory, the twist is seen to map the resulting supersymmetric action to two uncoupled copies of the gauge fixed Chern-Simons action. In addition, we give a map which takes the $BF$ and Chern-Simons theories into Donaldson-Witten TQFT's. A similar construction, but with $N=2$ supersymmetry, is given in two dimensions.Comment: 19 pages, CTP #2237, LaTe

Black Hole Entropy without Brick Walls

We present evidence which confirms a suggestion by Susskind and Uglum regarding black hole entropy. Using a Pauli-Villars regulator, we find that 't Hooft's approach to evaluating black hole entropy through a statistical-mechanical counting of states for a scalar field propagating outside the event horizon yields precisely the one-loop renormalization of the standard Bekenstein-Hawking formula, S=\A/(4G). Our calculation also yields a constant contribution to the black hole entropy, a contribution associated with the one-loop renormalization of higher curvature terms in the gravitational action.Comment: 15 pages, plain LaTex minor additions including some references; version accepted for publicatio

Hamiltonien de Spins pour un isolant magnétique

Dans cet ouvrage, nous étudions un réseau unidimensionnel de spins classiques et localisés dont l'hamiltonien est: (formules : voir document). On discute en premier lieu de l'origine de chaque terme: le premier est une interaction d'Heisenberg entre plus proches voisins; le second est obtenu avec A' > 0 à l'aide d'une transformation unitaire et représente une interaction effective qui résulte du couplage entre les spins et les oscillations du réseau; le troisième, dérivé d'une théorie à un ion, survient suite aux effets combinés du champ électrique cristallin et du couplage spin-orbite; le dernier exprime enfin, avec H' > 0, l'action d'un champ magnétique extérieur. On développe ensuite le formalisme de la matrice de transfert qui permet de donner à H' une solution numérique exacte. Après une analyse à température nulle, les propriétés thermodynamiques et fonctions de corrélation sont calculées pour le cas particulier où J' < 0 (antiferromagnétique) et C' < 0 (axe d'aimantation facile). D'intéressants comportements sont alors prédits en fonction du champ H', notamment une structure en 2 pics pour la chaleur spécifique de spin

Hamiltonien de Spins pour un isolant magnétique

Dans cet ouvrage, nous étudions un réseau unidimensionnel de spins classiques et localisés dont l'hamiltonien est: (formules : voir document). On discute en premier lieu de l'origine de chaque terme: le premier est une interaction d'Heisenberg entre plus proches voisins; le second est obtenu avec A' > 0 à l'aide d'une transformation unitaire et représente une interaction effective qui résulte du couplage entre les spins et les oscillations du réseau; le troisième, dérivé d'une théorie à un ion, survient suite aux effets combinés du champ électrique cristallin et du couplage spin-orbite; le dernier exprime enfin, avec H' > 0, l'action d'un champ magnétique extérieur. On développe ensuite le formalisme de la matrice de transfert qui permet de donner à H' une solution numérique exacte. Après une analyse à température nulle, les propriétés thermodynamiques et fonctions de corrélation sont calculées pour le cas particulier où J' < 0 (antiferromagnétique) et C' < 0 (axe d'aimantation facile). D'intéressants comportements sont alors prédits en fonction du champ H', notamment une structure en 2 pics pour la chaleur spécifique de spin

Multiple zone power forwards: A value at risk framework

Over the 1990s, deregulated power markets in New-England provided zones with fluctuating spot prices. Such prices have a notoriously high volatility, owing to the difficulty of storing electrical energy and the delays needed to adjust generation levels. In this context, forward contracts have become increasingly popular and understanding their dynamic is a problem facing many market players. This paper proposes a parsimonious parametric model, based on the price series of all n-month forward contracts (n = 1,2,3...), encompassing multiple zones. The model is then used for value at risk forecasts, which are backtested and compared with the ones in use by the risk management unit of an important electricity producer. Extensions to include natural gas and power-relevant oil-based future markets are discussed.Forward curve Value at risk Power markets Energy markets