Missions

L'Institut français de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3-CNRS) finance un poste de post-doctorant pour travailler pendant une période de deux ans principalement sur des analyses de physique dans le groupe LHCb au Laboratoire de Physique de Clermont LPC, ainsi qu'une participation aux études de calorimètre pour la seconde jouvence du spectromètre LHCb. Un projet secondaire concerne de nouveaux développements de calorimétrie électromagnétique dans le contexte de l'étude de faisabilité d'un futur collisionneur circulaire FCC-ee, promue par le CERN. Le profil de ce poste permettra au candidat retenu de développer simultanément ses compétences en matière de dessin de détecteurs et d'analyse de données enregistrées au LHC.

La partie du projet axée sur le LHCb vise tout d'abord à mesurer les modes de désintégration sans charme à trois corps des hadrons beaux qui contiennent un pion neutre dans l'état final. La collaboration LHCb, et en particulier le groupe de Clermont, a exploré en détail deux classes de modes analogues à ceux suggérés ici : les modes de désintégration sans charme à trois corps incluant un KS dans l'état final d'une part, et les désintégrations radiatives decays B_d→ππγ and B_s→Kπγ d'autre part. La première classe de désintégrations présente une physique similaire à celle des modes qui nous intéressent dans ce projet, tandis que la seconde sera l'une des sources de bruit de fond importantes à contrôler pour sélectionner les modes d'intérêt. La recherche de déviations aux prédictions du Modèle Standard des observables brisant la symétrie CP dans les désintégrations X_b→hh〖'π〗^0 , où h représente un p, K ou un π, est l'objectif ultime de la première partie de ce projet. L'observation pour la première fois des désintégrations B_s→KKπ^0 or Λ_b→pKπ^0 ouvrira la voie vers cet objectif. L'amélioration de la reconstruction des π^0 qui produisent des clusters électromagnétiques mélangés dans le calorimètre est l'un des défis expérimentaux importants à relever pour mener à bien ces analyses.

La collaboration LHCb promeut un projet ambitieux d'upgrade de l'expérience LHCb afin de tirer le meilleur parti de la phase de haute luminosité du LHC. Pour faire face au grand nombre d'interactions par croisement de paquets, tous les sous-détecteurs doivent être améliorés et le groupe de Clermont contribue résolument à l'upgrade du calorimètre électromagnétique. Notre contribution porte sur une R&D électronique liée à la mesure du temps des clusters dans le calorimètre. Ce travail instrumental s'accompagne d'études de physique au niveau de la simulation afin d'évaluer les performances de détecteur requises. Les canaux de désintégration avec un pion neutre dans l'état final décrit ci-dessus constituent des cas de physique naturels à envisager. Des idées plus novatrices peuvent (et doivent) également être explorées, comme la possibilité de reconstruire la désintégration decay B^0→π^0 π^0, en considérant un pion neutre qui se désintègre selon π^0→e^+ e^- γ. L'intérêt évident d'une telle reconstruction est la connaissance du vertex de désintégration du méson B. Cette dernière permet par conséquent une analyse de la désintégration en fonction du temps. Le candidat ou la candidate retenu.e pourra contribuer à ces études.

Le dernier champ d'application pour cette offre post-doctorale concerne les études prospectives de R&D et de physique dans le cadre de la « Feasibility Study » du projet de futurs collisionneurs circulaires promu par le CERN. Cette étude a été engagée suite à la dernière mise à jour de la stratégie européenne pour la physique des particules en 2020 et vise à renforcer et compléter les « Conceptual Design Reports publiés en 2018. Le groupe de Clermont est impliqué dans le projet depuis le début de l'étude conceptuelle en 2014. Le candidat ou la candidate retenu.e devra contribuer à l'établissement des performances de détecteur exigées par le cas de Physique (des saveurs, en l'occurrence). Les mêmes canaux de désintégration qui sont étudiés dans le contexte de l'expérience LHCb pourront avantageusement être considérés également pour FCC-ee. Un programme de R&D sur une nouvelle idée de calorimètre électromagnétique à haute résolution en énergie est par ailleurs conduit au sein d'une collaboration étroite entre Clermont et Orsay. La candidate ou le candidat retenu.e sera invité.e à contribuer également à ces développements de détecteur du futur.

Activités

Ce contrat post-doctoral au LPC permet de travailler à la fois sur des analyses de physique à fort impact et des développements instrumentaux de détecteur. Il est attendu que la candidate retenue ou le candidat retenu prenne rapidement des responsabilités scientifiques dans l'un et/ou l'autre de ces domaines. La période couverte par ce contrat verra aussi la continuation de la prise de données du Run III et la candidate retenue ou le candidat retenu pourra contribuer à l'opération du détecteur.

Compétences

Les candidats doivent être docteurs en physique des hautes énergies à la date de début du contrat. Une expertise en physique des saveurs et en instrumentation est bienvenue mais n'est pas obligatoire.
Programmation : C++, ROOT and python, une expérience avec le soft de LHC préférée mais n'est pas re-quise. Langage : anglais écrit et parlé couramment.

Contexte de travail

Le Laboratoire de Physique de Clermont-Ferrand (LPC) est une unité mixte de recherche de l'Université Clermont Auvergne (UCA) et du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS, UMR 6533), Il est rattaché à l'Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules (IN2P3).

L'activité principale du Laboratoire est la physique fondamentale aussi bien expérimentale que théorique, avec quatre grands pôles thématiques:
• Particules et Univers: physique des particules sur accélérateurs avec les expériences LHCb, ATLAS et ALICE auprès du LHC; Cosmologie Observationnelle (LSST); Physique des neutrinos (SoLid); Phénoménologie (CKMFitter), ...
• Pôle Théorie.
• Physique pour la Santé et l'Environnement.
• Innovation et Transfert de Technologies.

Le postdoc sera affecté à l'équipe LHCb, composée de 7 permanents, deux thésards et deux post-docs. Les intérêts de l'équipe incluent les désintégrations sans-charme, charmées ou radiatives des mésons beaux. Plusieurs membres de l'équipes sont par ailleurs associés à la collaboration CKMFitter.

Contraintes et risques

Déplacements de courte durée possibles en France et/ou en Europe.