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Bienvenue !
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This website is a place where I share notes, derivations, and other material on topics in physics and mathematics that I have found useful or interesting. I hope some of it can be useful to undergraduate and other graduate students as well as physics enthusiasts.
À Propos
À Propos
Je suis doctorant en physique à l’Université du Wisconsin–Madison. J’aime la physique, les maths, les énigmes et la musique, ainsi que partager ce que j’apprends au fil du chemin.
Thèmes de Recherche
Thèmes de Recherche
◉ Je travaille actuellement en physique théorique des hautes énergies, à l’interface entre la gravité quantique, la théorie quantique d’informations et les maths. Mes recherches portent notamment sur les algèbres d’observables et l’holographie dans les espaces de de Sitter et anti-de Sitter ; le problème de l’information des trous noirs et les courbes de Page au-delà du régime de gravité faible ; ainsi que les contraintes de cohérence et de positivité sur les approximations par point selle des intégrales de chemin gravitationnelles. Je travaille également sur l’utilisation de simulations quantiques de modèles SYK pour étudier la dispersion de l’information, l’évaporation et sa récupération.
Travaux Antérieurs
Travaux Antérieurs
◉ Avant de me tourner vers la physique théorique, j’ai travaillé au CNRS et à la Sorbonne à Paris où j’ai collaboré avec le Dr. Moustapha Dekkali au développement d’une topologie de réseau de télécommunications destinée à des missions d’exploration spatiale.
◉ J’ai également travaillé pendant quatre ans comme ingénieur logiciel, principalement sur le développement de solutions métiers et financières. Cette expérience continue aujourd’hui à nourrir la dimension informatique et numérique de mes recherches.
Musique
Musique
◉ Je joue de la guitare classique et du flamenco depuis un peu plus de 17 ans. J’ai également enseigné pendant quelques années la guitare classique et la théorie musicale à l’Institut Kythara, au Caire. Ce fut une très belle expérience : j’y ai eu des élèves allant de 5 ans à des adultes parfois de quelques années plus âgés que moi.
A rare photo of me with grandpa
Exposés Récents
Exposés Récents
Le paradoxe de l’information des trous noirs : avancées récentes et questions ouvertes
Le paradoxe de l’information des trous noirs : avancées récentes et questions ouvertes
Venue Zewail University Invited Speaksers Series Location Center for Fundamental Phyiscs, Zewail City for Science & Technology | Nano S31
Date 9-10 August 2026 Time 2:00 PM
Matériaux
◈ This is a blackboard talk. No digital material is available.
◈ Related literature: arXiv:1408.3203, arXiv:2006.06872, arXiv:2607.26194, arXiv:2311.12921, arXiv:1912.00228, arXiv:2208.04993.
Résumé
Le paradoxe de l'information des trous noirs découle d'un conflit apparent entre le calcul semi-classique d'Hawking sur l'évaporation des trous noirs et l'évolution unitaire attendue en mécanique quantique. Au cours de cette présentation, je reviendrai sur l'origine du paradoxe, le rôle de l'intrication et de la courbe de Page, ainsi que sur les hypothèses sous-jacentes aux formulations les plus rigoureuses du problème. J'aborderai ensuite les développements récents fondés sur des concepts modernes tels que les surfaces extrémales quantiques, la formule des îles et les trous de ver répliques, qui reproduisent une courbe de Page unitaire dans des modèles contrôlés de trous noirs en évaporation. J'insisterai aussi bien sur ce que ces résultats semblent établir que sur ce qui demeure incompris, notamment le mécanisme microscopique par lequel l'information est récupérée, la reconstruction de l'intérieur du trou noir, l'interprétation des trous de ver répliques et l'extension de ces idées aux trous noirs réalistes à quatre dimensions. L'objectif est d'offrir une vue d'ensemble sur l'évolution de notre compréhension du paradoxe de l'information et sur les questions qui restent ouvertes.
Hassan ElSayed est physicien théoricien, spécialisé en gravité, en thermodynamique des trous noirs et en physique des hautes énergies. Il prépare actuellement un doctorat en physique à l'Université du Wisconsin-Madison, après avoir obtenu un master en physique à l'Université du Connecticut et un premier master en ingénierie des télécommunications à Sorbonne Université et Télécom Paris. Ses travaux de recherche portent sur la gravité quantique, la physique des trous noirs et la géométrie différentielle ; il a auparavant travaillé comme assistant de recherche au CNRS (France) et à l'Université Américaine du Caire.
Cours de Relativité Générale @ UConn Chalk Talks
Cours de Relativité Générale @ UConn Chalk Talks
Venue UConn Chalk Talks Series Location UConn, Storrs Campus, GS119
Matériaux
◈ The lectures are based on my notes which can be found here.
Résumé
A series of colloquial lectures on general relativity and differential geometry.
Thermodynamique des Trous Noirs et Contre-termes en AdS5
Thermodynamique des Trous Noirs et Contre-termes en AdS5
Venue UConn PAN Seminars Location UConn, Storrs Campus, GS119 Date 10/24/2022 Time 2-3 PM Official Link
Matériaux
◈ UConn Physics LaTeX template
Abstract
La thermodynamique des trous noirs trouve des applications qui touchent à l'ensemble des groupes de recherche en physique de l'UConn. Du point de vue de l'astrophysique, par exemple, elle permet d'étudier les transitions de phase des trous noirs et s'applique à l'analyse des fusions de trous noirs binaires. Du point de vue de la physique des hautes énergies, elle constitue actuellement notre voie d'accès la plus directe pour comprendre la gravité quantique. Cela est rendu possible grâce à la correspondance anti-de Sitter / théorie conforme des champs (AdS/CFT). Cette dernière établit une équivalence entre des solutions de trous noirs issues de la théorie des cordes en régime de couplage faible et une classe particulière de théories quantiques des champs en régime de couplage fort. La correspondance AdS/CFT trouve ainsi des applications en physique de la matière condensée, en physique AMO (atomique, moléculaire et optique) et en QCD. En particulier, elle permet de simplifier considérablement certains calculs en effectuant l'analyse en régime de couplage faible plutôt qu'en couplage fort.
Lors de cette présentation, j'expliquerai les concepts fondamentaux de la thermodynamique des trous noirs et la manière dont ils se rattachent aux principes traditionnels de la thermodynamique. Ensuite, je donnerai un bref aperçu du principe holographique et de sa concrétisation à travers la correspondance AdS/CFT. Enfin, j'aborderai mes travaux de recherche sur une classe de trous noirs dans un espace-temps d'AdS à cinq dimensions [arXiv:2209.09031]. Dans ces travaux, nous avons démontré certaines relations conjecturées entre ces trous noirs et les théories conformes des champs au bord. Nous avons également étendu l'analyse antérieure de Papadimitriou et Skenderis [arXiv:hep-th/0505190] afin de résoudre un problème ancien concernant le premier principe de la thermodynamique dans l'espace des phases étendu et la relation de Smarr généralisée.
Venue UConn PAN Seminars Location UConn, Storrs Campus, GS119 Date 10/24/2022 Time 2-3 PM Official Link
Talk Material
◈ UConn Physics LaTeX template
Abstract
Black hole thermodynamics has applications related to all physics research groups at UConn. From the point of view of astrophysics, for example, black hole thermodynamics allows the study of black hole phase transitions, and can be used in studying binary black hole mergers. From the point of view of high energy physics, it is our clearest gateway at the moment to understanding quantum gravity. This is possible thanks to the anti-de Sitter/conformal field theory (AdS/CFT) correspondence. The latter is a correspondence between black hole solutions arising from string theory in a weak-coupling regime and a particular class of quantum field theories in a strong-coupling regime. The AdS/CFT correspondence thus finds applications in condensed matter physics, AMO physics and QCD. Particularly, it allows us to massively simplify certain calculations by doing the analysis in a weak-coupling regime instead of a strong-coupling one.
In this talk, I will explain the major ideas behind the thermodynamics of black holes, and how they relate to the traditional laws of thermodynamics. Following that, I will give a brief overview of the Holographic Principle and its embodiment in the AdS/CFT correspondence. Finally, I will discuss my research on a class of black holes in five-dimensional AdS spacetime [arXiv:2209.09031]. In this research we have demonstrated some conjectured relations between these black holes and the conformal field theories on the boundary. We have also extended an earlier analysis by Papadimitriou and Skenderis [arXiv:hep-th/0505190] to solve a long-standing problem with the first law of thermodynamics in extended phase-space and the generalized Smarr relation.
Le Premier Loi en AdS5 en la Presence des Anomalies Conformes
Le Premier Loi en AdS5 en la Presence des Anomalies Conformes
Venue Fall Meeting of the APS New England Section Location U. of New Hampshire, Durham Campus Date 10/15/2022 Time 1-3 PM
Talk Material
Résumé
Lors de cette présentation, j'exposerai les résultats que nous avons récemment publiés dans l'article arXiv:2209.0903. Dans ce travail, nous proposons une solution à un problème ancien concernant la compatibilité de la méthode de soustraction des contre-termes avec le premier principe et la formule de Smarr généralisée dans l'espace des phases étendu. Nous avons appliqué la méthode de soustraction des contre-termes au calcul de diverses grandeurs thermodynamiques pour des trous noirs chargés en rotation dans le cadre de la supergravité jaugée minimale en cinq dimensions. Plus précisément, nous avons analysé certaines questions liées au premier principe et à la relation de Smarr en présence d'une anomalie conforme.
Parmi les grandeurs du volume (bulk) calculées figurent l'action sur coquille (on-shell), la masse totale et les moments cinétiques de la solution. Toutes ces grandeurs sont en accord avec les résultats antérieurs obtenus par d'autres méthodes. Concernant la théorie au bord, nous avons calculé le tenseur d'énergie-impulsion renormalisé, l'anomalie conforme et l'énergie de Casimir. En nous appuyant sur l'analyse de Papadimitriou-Skenderis [arXiv:hep-th/0505190], nous avons démontré que la masse calculée par la méthode des contre-termes satisfait le premier principe de la thermodynamique des trous noirs.
Pour étudier la thermodynamique étendue, nous avons généralisé la définition du volume thermodynamique aux cas présentant une anomalie conforme, selon une procédure analogue à celle de Papadimitriou-Skenderis. Nous avons montré que ce volume prend correctement en compte les termes additionnels issus de la variation de la métrique au bord, établissant ainsi que la masse et le volume calculés via les contre-termes vérifient aussi bien la relation de Smarr que le premier principe.
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