Missions

Nous recherchons un chercheur postdoctoral hautement motivé pour rejoindre le projet Nuclear Low-Energy Collisions Theory for Antiprotonic Research (NECTAR). Ce projet postdoctoral vise à calculer les propriétés d'annihilation des premiers atomes antiprotoniques composés de noyaux halo. Le chercheur participera à une étude systématique de la corrélation entre la densité nucléaire et la probabilité d'annihilation et dirigera le jalon du projet visant à calculer les propriétés d'annihilation du premier atome antiprotonique composé d'un noyau à halo « simple » (11Be). Le chercheur travaillera sous la supervision scientifique du Dr. G. Hupin et en collaboration avec un étudiant en doctorat qui travaille sur le projet NECTAR depuis un an.
Dans une deuxième étape, le candidat retenu dirigera le développement de nouveaux algorithmes pour accélérer la résolution du problème à quelques corps, permettant ainsi au projet d'atteindre des systèmes halo plus complexes. Ce travail sera réalisé en collaboration avec le Dr R. Lazauskas à l'Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC) de Strasbourg, France.
En outre, étant donné que l'expérience CERN/PUMA ravive actuellement l'intérêt de la communauté pour la physique des interactions matière/antimatière, notre entreprise théorique sur cette frontière, largement inexplorée, peut ouvrir de nouvelles opportunités pour comprendre la physique des systèmes matière-antimatière et le problème de la baryogénèse dans l'univers. Nous attendons du candidat qu'il participe à l'exploration de nouvelles orientations pendant la durée de son contrat.
Ce projet postdoctoral a été sélectionné par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) dans le cadre du programme de financement AAPG 2021 pour une période de financement de 24 mois à partir de novembre 2023. Le Dr G. Hupin est le seul investigateur principal (PI) du projet, qui comprend des collaborateurs du CNRS à l'IJClab et à l'IPHC.

Activités

Il y a un siècle, lors de son exposé « Bakerian lecture » sur la « Nuclear Constitution of Atoms » à la Royal Society, E. Rutherford postulait l'existence du neutron. Aujourd'hui plus que jamais, il reste de grandes incertitudes en ce qui concernent nos connaissances sur les neutrons et leur organisation dans les noyaux. Les scientifiques cherchent toujours à résoudre une énigme vieille de dix ans à propos de la durée de vie des neutrons [1], et des recherches récentes suggèrent des anomalies inattendues qui pourraient indiquer l'existence d'un nouveau boson protophobe [2] qui se couple aux neutrons [3]. Parallèlement, une connaissance précise du développement de la peau des neutrons dans les noyaux est essentielle pour comprendre les structures quantiques exotiques et les propriétés des étoiles à neutrons [4,5]. Les nouvelles découvertes dans ce domaine dépendent de la combinaison de données exactes et de modélisation précise ; ces recherches exigent de s'attaquer à la tâche difficile de traiter simultanément la force forte et le problème à N-nucléons.
Les mesures directes (ou propres) de la distribution des neutrons sont limitées aux sondes électrofaibles. Malheureusement, en raison de la physique impliquée, les études expérimentales ne sont possibles que pour certains noyaux de masse moyenne à lourde [6] et, jusqu'à présent, elles favorisent des rayons neutroniques plus grands que ceux prédits par les modèles actuellement acceptés. Un nouveau projet expérimental ambitieux au CERN, PUMA [7], vise à sonder la distribution des neutrons dans les noyaux exotiques avec des antiprotons. PUMA qui mesurera le rapport d'annihilation neutre/chargé des antiprotons avec les noyaux exotiques et, grâce à un modèle précis de structure et de réaction nucléaires, espère extraire le rapport de densité neutron-proton à la surface du noyau. Notre objectif est d'étudier les propriétés d'annihilation des atomes antiprotoniques jusqu'aux premiers noyaux à halo à partir des interactions entre nucléons et nucléon-antinucléon avec des méthodes dites ab initio.
[1] A. Witze, Nature, vol. 568, pp. 442-443, 2019.
[2] A.J. Krasznahorkay et al., Phys. Rev. Lett., vol. 116, p. 042501, 2016.
[3] C. Solaro et al., Phys. Rev. Lett., vol. 125, p. 123003, 2020.
[4] F.J. Fattoyev, J. Piekarewicz, and C.J. Horowitz, Phys. Rev. Lett., vol. 120, p. 172702 , 2018.
[5] S. Abrahamyan et al., Phys. Rev. Lett., vol. 108, p. 112502, 2012.
[6] M. Cadeddu, C. Giunti, Y. F. Li, and Y. Y. Zhang, Phys. Rev. Lett., vol. 120, p. 072501, 2018.
[7] A. Obertelli, CERN report, no. CERN-INTC-2018-023. INTC-M-018, 2018.

Compétences

Le candidat devra être titulaire d'une thèse en physique subatomique avec un fort accent sur les aspects théoriques. Le poste nécessite de solides connaissances en physique théorie, informatique/simulation, High Performance Computing (HPC) et mathématique ainsi que de bonnes aptitudes de communication orale et écrite (français et anglais nécessaires) pour présenter aux congrès et rédiger des articles dans des revues scientifiques. Nous recherchons un jeune chercheur qui saura s'impliquer dans son projet, curieux, autonome et une forte motivation pour développer des compétences de recherche ainsi que dans les domaines techniques requis tels que la modélisation informatique/HPC etc... De plus, le candidat devra être apte à travailler en équipe.

Contexte de travail

Le laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie est un laboratoire de physique des deux infinis sous tutelle du CNRS, de l'université Paris-Saclay et de l'université de Paris, né en 2020 de la fusion des cinq UMR situées sur le campus universitaire d'Orsay : le Centre de sciences nucléaires et de sciences de la matière (CSNSM), le laboratoire d'Imagerie et modélisation en neurobiologie et cancérologie (IMNC), l'Institut de physique nucléaire d'Orsay (IPNO), le Laboratoire de l'accélérateur linéaire (LAL) et le Laboratoire de physique théorique (LPT).

Les thèmes de recherche du laboratoire sont la physique nucléaire, la physique des hautes énergies, les astroparticules et la cosmologie, la physique théorique, les accélérateurs et les détecteurs de particules ainsi que les recherches et développements techniques et applications associées pour l'énergie, la santé et l'environnement.
Notre équipe s'intéresse à la Physique Nucléaire Théorique et ses applications à d'autres branches de physique. Notre équipe composée de M. Grasso, E. Khan, D. Lacroix, P. Napolitani, M. Urban, U. van Kolck et G. Hupin, est internationalement reconnue pour son rôle moteur dans le développant de méthodes théoriques novatrices en structure et réactions nucléaires, astrophysique et dynamique nucléaire. Notre groupe se spécialise dans les théories du problème à N-corps (de la fonctionnelle en densité nucléaire, aux méthodes ab initio couplées à la théorie des champs effectifs) et de leurs techniques numériques et formelles associées. Nous sommes particulièrement sensibles aux connexions interdisciplinaires et aux technologies émergentes, par exemple les gaz ultra-froids d'atomes bosoniques ou fermioniques, les technologies d'apprentissage automatique et le calcul quantique. Néanmoins, nous travaillons en étroite collaboration avec les expérimentateurs de l'IJCLab, notamment sur l'interprétation microscopique et la prédiction des données en physique nucléaire.
Le candidat travaillera avec un chercheur de l'équipe de théorie nucléaire, dédiée à l'avancement de la compréhension des réactions nucléaires par des méthodes ab initio. Notre collaboration à long terme et internationalement reconnue se concentre sur la modélisation des réactions nucléaires à partir de l'interaction la plus fondamentale entre les neutrons et les protons. Au cours des sept dernières années, nous avons été à l'avant-garde de l'application du paradigme ab initio au domaine de la théorie des réactions nucléaires. Actuellement, notre équipe a développé une approche computationnelle qui se distingue par sa capacité à décrire les canaux impliquant des réactions binaires et ternaires entre des noyaux totalisant plus de quatre nucléons. Nous y parvenons en utilisant des protons et des neutrons constitutifs interagissant via une interaction nucléaire dérivée de la théorie des champs effectifs chirale. Notre approche est sans égal dans le domaine et témoigne de la détermination de notre équipe à explorer les aspects les plus fondamentaux des réactions nucléaires. Bien que les méthodes ab initio les plus avancées ne puissent calculer qu'un ensemble limité de systèmes nucléaires, notre approche a le potentiel de révolutionner le domaine en reliant les propriétés des noyaux à la force forte. Les systèmes en réaction, en particulier, offrent une opportunité unique d'investiguer le régime à basse énergie de la QCD qui serait autrement impensable. Les efforts de notre équipe repoussent les limites de la théorie nucléaire et ont le potentiel de façonner l'avenir du domaine.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Les déplacements sont prévus dans le cadre d'une collaboration avec l'université de Groningen aux Pays-Bas et la division théorique du NCBJ à l'université de Varsovie, ainsi qu'avec nos collaborateurs en Amérique du Nord. Le financement des déplacements est d'environ 2 000 euros par an.

Informations complémentaires

Les candidatures devront inclure un CV détaillé ; au moins deux références (personnes sus-ceptibles d'être contactées) ; une lettre de motivation d'une page ; un résumé d'une page de la thèse.