Missions

L'Agence nationale de la recherche (ANR) finance un projet de détecteur promu par deux laboratoires, IJCLab et LPCA, en étroite collaboration avec l'institut ISMA en Ukraine. Le projet, intitulé GRAiNITA, porte sur le développement d'une nouvelle technologie en calorimétrie électromagnétique, basée sur de petits grains de cristaux scintillants (produits par l'ISMA). La lumière de scintillation est captée à proximité de son site de production par des fibres à décalage de longueur d'onde, ce qui permet d'obtenir un échantillonnage fin de la cascade électromagnétique. Les premiers résultats obtenus avec un petit prototype soumis à des rayons cosmiques et à des faisceaux de particules au CERN sont prometteurs. Ils montrent qu'un terme d'échantillonnage stochastique de l'ordre de 2%/sqrt(E) peut être atteint et qu'un terme constant supérieur à 1 % pourrait être obtenu. La prochaine étape du projet consiste à développer et à construire un démonstrateur du calorimètre électromagnétique afin d'établir ces performances de manière quantitative. Ce nouveau détecteur est résolument développé pour équiper une expérience du projet Future Circular Collider. Un autre aspect du projet concerne la possibilité d'utiliser la technique de discrimination de la forme d'impulsion (PSD) pour mesurer événement par événement la fraction électromagnétique d'une gerbe hadronique. L'ANR finance un poste de post-doctorant pour une durée de deux ans, principalement consacré aux simulations de ces nouveaux détecteurs.

Activités

La personne retenue travaillera au sein de l'équipe FCCee Clermont et en étroite collaboration avec les autres laboratoires du consortium GRAiNITA. Parmi les tâches envisagées dans le cadre de ce contrat, la personne sélectionnée aura la responsabilité de développer une simulation détaillée du démonstrateur dans GEANT4, en vue de caractériser le démonstrateur et d'optimiser sa conception. Il ou elle contribuera à mettre en œuvre cette simulation complète dans le cadre d'un concept de détecteur FCCee. Une autre tâche consistera à établir que le PSD peut être utilisé avec le cristal inorganique considéré (ZnWO4 pour commencer) pour mesurer la fraction électromagnétique d'une gerbe initiée par un hadron de haute énergie, avec l'objectif d'améliorer la résolution énergétique des jets au FCCee. Cette tâche nécessitera à nouveau des simulations GEANT4 du détecteur, y compris le modèle optique, mais nécessitera également d'éduquer la simulation avec les propriétés de temps de scintillation des particules formant la cascade hadronique. La littérature est rare sur le sujet et des données de faisceaux tests à faible énergie sont nécessaires. La personne recrutée contribuera à ces campagnes de mesure. Enfin, en fonction du profil du candidat, des études de sensibilité physique au FCCee pourront compléter ces deux activités instrumentales principales.

Compétences

La personne sélectionnée doit être titulaire d'un doctorat en physique des particules. Une connaissance de la physique des saveurs est préférable, mais n'est pas obligatoire. En revanche, une expérience préalable dans le développement de détecteurs (en particulier les détecteurs à scintillation) et dans les simulations GEANT4 est obligatoire.
Programmation : compétences en C++, ROOT et python.
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 rejoindra le Laboratoire de physique de Clermont (LPCA), une unité mixte CNRS/UCA. Le LPCA est un laboratoire qui compte environ 150 collaborateurs, dont des physiciens, des ingénieurs, des techniciens et du personnel administratif, et qui mène deux grands axes de recherche : la physique des particules élémentaires et la cosmologie observationnelle d'une part, et les applications à la santé et à l'environnement d'autre part. Il mène ses recherches expérimentales en physique fondamentale notamment dans le cadre de grandes collaborations internationales en physique des particules au laboratoire européen de physique des particules du CERN. Le groupe FCCee de l'UCA comprend 3 physiciens permanents et autant de techniciens.

Contraintes et risques

Non applicable