CDD chercheur en physique nucléaire sur l'analyse de décroissances exotiques avec ACTAR TPC (H/F)

Description du Poste

Les Missions

Le/la candidat(e) aura pour principale mission de travailler sur des méthodes d’analyse des données concernant la décroissance radioactive de noyaux exotiques, données recueillies au cours d’expériences menées avec le dispositif ACTAR TPC. Il s’agit d’étudier la possibilité d’utiliser des méthodes d’analyse innovantes (type « deep learning » ou autres) d’une part pour identifier les différents types de décroissances observées (nombre et type des particules émises) et d’autre part pour en déterminer les énergies et directions d’émission, ainsi que d’en évaluer l’efficacité et les limites. De telles méthodes pourraient de plus être envisagées dans le cadre de l’identification des ions produits lors de telles expériences (voir contexte de travail).
Le/la candidat(e) retenu(e) sera également impliqué dans l’ensemble des activités liées à la collaboration ACTAR TPC. Il peut s’agir de tests du détecteur dans le cadre d’une nouvelle géométrie en cours de développement ou de la participation aux campagnes de mesures qui auront lieu au sein de la collaboration.
Par ailleurs, le/la candidat(e) aura l’occasion de s’intéresser à une partie des autres activités de recherche de l’équipe, qui peuvent porter sur des sujets variés.

L'Activité

Le/la candidate travaillera en premier lieu à la mise en œuvre de techniques d’analyse des données et à leur évaluation, dans le contexte détaillé ci-dessous. Les analyses développées devront être largement documentées afin que le travail puisse éventuellement être poursuivi au sein de l’équipe ou de la collaboration.
Il/elle participera en outre à la préparation et au déroulement des expériences menées sur sites dans le cadre de la collaboration ACTAR TPC, ainsi qu’aux éventuels tests du dispositif.
Il/elle aura l’occasion de participer à d’autres activités expérimentales de l’équipe.
Il/elle présentera ses travaux dans le cadre de conférences internationales et aura en charge la rédaction des articles scientifiques en lien avec son travail.

Votre Profil

Compétences

- Connaissance de la physique nucléaire et des techniques expérimentales utilisée dans le domaine ;
- Bonne expérience des outils d’analyse des données, très bonne connaissance du langage C++ et de l’environnement ROOT ; capacité à développer et mettre en œuvre des analyses de données complexes ;
- Capacité à s’intégrer dans une équipe de recherche, à travailler au sein d’une collaboration ;
- Capacité de communiquer clairement sur les études et les développements menés et d’en produire une documentation détaillée ;
- Bonne connaissance de l’anglais écrit et oral.

Votre Environnement de Travail

Le post-doctorat se situe dans le cadre des activités de l’équipe « Noyaux Exotiques » du Laboratoire de Physique des 2 Infinis de Bordeaux (LP2iB). Le groupe mène des travaux expérimentaux de physique nucléaire fondamentale portant notamment sur des tests de l’interaction faible par décroissance β, des mesures de masses atomiques, des études de désexcitations de noyaux lourds et de fission, et l’étude de modes de décroissances radioactives exotiques au voisinage de la « drip-line ». Dans ce contexte, l’équipe est impliquée dans la collaboration ACTAR TPC.
Le dispositif ACTAR TPC est un détecteur développé pour des études de physique nucléaire fondamentale. Il est basé sur le principe d’une chambre à projection temporelle et permet la reconstruction en 3 dimensions des trajectoires des particules chargées impliquées dans les réactions étudiées. Il a été conçu comme un instrument versatile qui peut être utilisé soit en mode « cible active » pour étudier divers types de réactions (échange de charge, transfert, diffusion élastique ou inélastique…), soit en mode « implantation-décroissance » pour la caractérisation des décroissances radioactives exotiques (principalement avec émission de proton(s)).
Le groupe « Noyaux Exotiques » du LP2iB est notamment impliqué dans la collaboration ACTAR TPC par des expériences de ce type (implantation-décroissance). En particulier, une expérience a été réalisée au GANIL, sur le séparateur LISE3, pour produire des noyaux à la drip-line proton au voisinage de 48Ni par réaction de fragmentation. Les fragments exotiques sont implantés dans le volume active du détecteur gazeux. Ils donnent ensuite lieu à une émission de particules lors de leur décroissance radioactive. Si l’expérience visait principalement l’étude de la radioactivité par émission directe de 2-protons (de 45Fe et 48Ni), l’ensemble des noyaux produits donne lieu à d’autres modes de décroissance, notamment β-p, β-2p ou β-3p, voire β-α.
Comme le dispositif est quasiment transparent pour les particules β émises, les événements de décroissance sont caractérisés par 1 à 3 traces des protons ou α émis. L’étude des propriétés de décroissance de ces noyaux nécessite : (1) l’analyse du nombre et du type des particules émises, (2) leur énergie respective ainsi que leur direction d’émission. Actuellement, le type d’émission est déterminé sur la base d’une analyse multiparamétrique de différentes informations globales des événements de décroissance (dimension des traces, charge totale ou moyenne collectée, covariance de la distribution de signal, etc.). Ceci permet de traiter les cas les plus simples, mais cette identification devient très difficile dans de nombreux cas, pour différentes raisons : trajectoires courbées par de la diffusion dans le gaz, trajectoires courtes, particules échappant au volume de détection, dérive des ions implantés vers la cathode du détecteur avant la décroissance radioactive, etc. Pour la détermination de l’énergie et de la direction d’émission, ceci est réalisé par un ajustement complet en 3D de la distribution de charge d’ionisation mesurée le long de la trajectoire, basé sur un modèle de pic de Bragg. Cette méthode fonctionne relativement bien pour une grande partie des événements concernés, mais est extrêmement coûteuse en temps de calcul, alors qu’il est question de traiter un grand nombre de données.
L’objectif premier du contrat postdoctoral est par conséquent l’étude de méthodes plus efficaces pour la détermination des types d’événements de décroissance et de méthodes mieux adaptées et plus rapides pour la détermination des trajectoires et de l’énergie des particules émises.
Par ailleurs, un autre aspect de ce travail d’analyse pourrait bénéficier de méthodes innovantes. En effet, les événements de décroissance sont corrélés aux ions implantés sur la base de conditions sur la position d’émission et le temps de décroissance. Comme plusieurs types d’ions sont produits et implantés pendant les mesures, il est nécessaire de les identifier en masse et charge (A,Z). Ceci est généralement obtenu par un ensemble de mesures de type perte d’énergie et temps de vol des ions le long de la ligne de faisceau, mais dans notre cas – et dans le cadre de la recherche d’événements très rares – cela ne suffit pas pour une identification suffisamment propre. Une procédure basée sur une modélisation analytique des paramètres d’identification a été développée, mais elle présente des limites du fait des coupures physiques dues à l’acceptance du séparateur, qui induisent des distorsions dans les distributions de ces paramètres. Des algorithmes mieux adaptés pourraient contribuer à une amélioration sensible de l’identification des fragments produits.

Rémunération et avantages

Rémunération

Entre 3041€ à 4216€ bruts mensuels selon expérience

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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