Missions

L'Institut français de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3-CNRS) finance un contrat post-doctoral pour une durée de deux ans, principalement consacré à l'analyse physique des données LHCb Run III au sein du groupe LHCb du Laboratoire de Physique de Clermont LPC. Un projet secondaire concerne les développements novateurs pour les détecteurs calorimétriques de physique des hautes énergies dans le cadre de la phase pré-TDR du futur collisionneur circulaire FCC. Le profil de ce poste permettra au candidat retenu de développer simultanément des compétences en matière d’instrumentation et d'analyse physique.

La partie du projet axée sur le LHCb vise d'abord à mesurer les modes de désintégration à trois corps sans charme des mésons neutres de type b contenant 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 compagnons : d'une part, les modes de désintégration à trois corps sans charme incluant un dans l'état final, et d'autre part, les désintégrations radiatives , et .

La première classe de désintégrations présente des caractéristiques physiques similaires à celles des modes qui nous intéressent dans le cadre de ce projet, tandis que la seconde constituera l'une des sources de bruit fond importantes à contrôler afin de sélectionner ces modes. La recherche d’effets de contributions au-delà du modèle standard dans les observables violant la symétrie CP dans les désintégrations , où h peut être un proton un kaon ou un pion chargé, est l'objectif de la première partie de ce projet.

La collaboration LHCb promeut un ambitieux projet de jouvence de l'expérience LHCb afin de tirer le meilleur parti de la phase LHC à haute luminosité. Afin de faire face au grand nombre d'interactions par croisement de paquets, tous les sous-détecteurs doivent être mis à niveau et le groupe Clermont contribue à la jouvence du calorimètre électromagnétique par le biais de la R&D électronique liée à la mesure du temps des clusters du calorimètre. Le premier prototype du SPIDER ASIC a été produit et la première campagne de tests a débuté à l'été 2025. La personne retenue pourra contribuer à ces tests. Ce travail instrumental sera complété par des études physiques au niveau de la simulation afin d'évaluer les performances requises et d'orienter les ajustements ultérieurs de la conception de l'ASIC. Les canaux de désintégration avec un pion neutre dans l'état final décrit ci-dessus peuvent constituer de tels modes de référence. Des idées novatrices, telles que la possibilité de reconstruire la désintégration en considérant qu'un pion neutre subit la désintégration de Dalitz , ont récemment été lancées. L'intérêt évident d'une telle reconstruction est la connaissance du vertex de désintégration du méson B, qui permet une analyse dépendante du temps de cette désintégration. La personne retenu sera invitée à participer à ces études.

Le dernier élément du programme envisagé pour ce poste postdoctoral concerne la R&D et les études de prospectives en physique pour le projet de Future Circular Collider hébergé par le CERN, aujourd’hui en phase de pré-approbation. Le groupe de Clermont participe à ce projet depuis le début de l'étude de conception en 2014. La personne retenue devra contribuer à temps partiel à la définition des exigences en matière de calorimètres, en particulier dans le cadre des cas de physique des saveurs. Les mêmes canaux de désintégration que ceux étudiés dans le cadre de l'expérience LHCb peuvent donc être avantageusement pris en compte pour le FCC-ee. Ces études prospectives en physique visent à compléter un programme de R&D sur une nouvelle idée de calorimètre électromagnétique à haute résolution énergétique, étudié et développé principalement en collaboration avec l'IJCLab. En fonction de ses intérêts et de ses compétences, la personne retenue pourra contribuer soit aux études sur les instruments, soit aux études sur la sensibilité physique.

Activités

Ce contrat postdoctoral au LPCA permettra au candidat de travailler à la fois sur des analyses physiques à fort impact avec les données actuelles et sur le développement de détecteurs, à la fois pour LHCb et FCC-ee. La personne retenue pourra / devra rapidement assumer des responsabilités scientifiques dans l'un ou l'autre de ces domaines.

Compétences

Les candidats doivent être titulaires d'un doctorat en physique des particules. Une connaissance initiale de la physique des saveurs est préférable, mais n'est pas obligatoire. Une expérience préalable dans le développement de détecteurs est un atout, mais n'est pas non plus obligatoire.
Programmation : compétences en C++, ROOT et python. Une connaissance du logiciel LHCb est préférable, mais n'est pas obligatoire.
Langue : maîtrise de l’anglais, parlé et écrit.
Bonnes aptitudes à la communication et capacité à travailler en équipe.

Contexte de travail

La personne retenue appartiendra au Laboratoire de Physique de Clermont (LPCA), unité mixte CNRS / UCA. Le LPCA est un laboratoire qui comprend environ 150 personnels, physicens, ingénieurs, techniciens et administratifs et se décline en deux axes de recherche : physique des particules élémentaires et cosmologie observationnelle d'une part et des applications en Santé et Environnement d'autre part. Il conduit ses recherches de physique fondamentale expérimentale en particulier auprès des grandes collaborations internationales de physique des particules au laboratoire euopéen pour la physique des particules au CERN. Deux groupes sont concernés par cette offre post-doctorale : les équipes LHCb et FCC-ee comprennent une dizaine de physiciens et autant de personnels techniques. La personne retenue travaillera au sein de ces équipes et de façon plus large sera accueillie dans ces deux collaborations internationales.

Contraintes et risques

La mission pourra réclamer de participer aux campagnes en faisceux-test des prototypes d'électronique de lecture SPIDER ou du démonstrateur de calorimètre GRAiNITA.