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[en] This thesis aims to shed a bit more light on the hidden duality symmetries in theories of gravity. It is well-known that these symmetries are manifest upon compactification to lower dimensions, and in low enough dimensions they are described by infinite-dimensional Kac-Moody algebras. Dualities show that apparently distinct theories are alternative descriptions of one underlying theory. They generate families of new exact solutions (black holes, branes, etc.) systematically from known ones, and strongly-coupled theories may be analysed non-perturbatively via their weakly-coupled dual counterparts. As a result, a non-linear dual gravity theory may be rather crucial for understanding how gravity behaves non-perturbatively at high energies. Across four articles, we investigated duality symmetries in the context of gravity in four dimensions, supergravity in eleven dimensions, non-Lorentzian theories, and exceptional field theory.
Disciplines :
Physics
Author, co-author :
O'Connor, Josh ; Université de Mons - UMONS > Faculté des Sciences > Service de Physique de l'Univers, Champs et Gravitation
Language :
English
Title :
Extended duality symmetries in theories of gravity
Defense date :
29 August 2025
Number of pages :
300
Institution :
UMONS - Université de Mons
Degree :
Doctor of Science
Promotor :
Boulanger, Nicolas ; Université de Mons - UMONS > Faculté des Sciences > Service de Physique de l'Univers, Champs et Gravitation
President :
Skvortsov, Evgeny ; Université de Mons - UMONS > Faculté des Sciences > Service de Physique de l'Univers, Champs et Gravitation
Jury member :
Campoleoni, Andrea ; Université de Mons - UMONS > Faculté des Sciences > Service de Physique de l'Univers, Champs et Gravitation
Kleinschmidt, Axel; Max Planck Institute for Gravitational Physics (AEI) > Exceptional Quantum Gravity
Palmkvist, Jakob; Chalmers University of Technology > Mathematical Sciences > Algebra and Geometry
Research unit :
S827 - Physique de l'Univers, Champs et Gravitation
Research institute :
Complexys
Funders :
F.R.S.-FNRS - Fonds de la Recherche Scientifique ERC - European Research Council
Funding number :
FC 43791; 101002551
Funding text :
This research project was supported from September 2021 to December 2022 by the European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme, grant number 101002551, and from January 2023 by the Fonds National de la Recherche Scientifique (FNRS), grant number FC 43791.
Commentary :
This thesis contains some unpublished results so it will not be available for download until 1 January 2026.