Chercheur en Physique des Accélérateurs : Études de sensibilité pour les polarimètres Compton pour la calibration en énergie des faisceaux de FCC-ee (H/F)

Description du Poste

Les Missions

Le Futur Collisionneur Circulaire de faisceaux de positrons et électrons est une usine à Higgs prévue au CERN. Celle-ci produira également une copieuse quantité de bosons électrofaibles. En particulier la réussite du programme de mesures électrofaibles au pôle du boson Z requiert un excellent contrôle de l’énergie des faisceaux avec une précision relative de 10-6. Cela sera réalisé avec la procédure de dépolarisation résonante, qui consiste à exploiter l’existence de résonances dépolarisantes à des valeurs d’énergies spécifiques liées à la dynamique de spin dans un accélérateur circulaire. Des paquets d’électrons et positrons polarisés seront spécifiquement utilisés à cette fin. Ceux-ci seront scannés à la recherche de ces résonances et leur polarisation sera mesurée dans le même temps pour trouver ces points spécifiques où la polarisation du faisceau est fortement dégradée. Des mesures régulières seront ainsi réalisées de sorte à suivre les fluctuations de l’énergie des faisceaux, par exemple induites par les forces de marées. A cette fin, il sera nécessaire d’intégrer des polarimètres, utilisant le processus Compton, pour chaque faisceau. Le groupe ILE du pole Accélérateurs est impliqué dans leur conception et y joue un rôle majeur. Un concept préliminaire a été présenté et semble permettre une mesure de la polarisation avec une précision de l’ordre du pour-mille ou meilleure, ce qui devrait être suffisant pour atteindre la précision ciblée sur la mesure en énergie des faisceaux. Il a également été démontré que les polarimètres Compton, peuvent être directement utilisés pour mesure la polarisation longitudinale résiduelle des faisceaux à une précision similaire, incertitude qui contribue à l’incertitude systématique sur les mesures d’asymétries électrofaibles. De plus ils peuvent être utilisés pour mesurer directement l’énergie des faisceaux avec une précision de l’ordre de 10-4 par la mesure de la position des particules diffusées par l’interaction Compton. Cela fournira une information complémentaire avec la technique de dépolarisation résonante, et sera en particulier intéressant aux plus grandes énergies de faisceaux pour lesquelles la technique de dépolarisation résonante ne peut pas être appliquée. Des études précises des incertitudes systématiques sont nécessaires pour établir la performance du détecteur.
La chercheurse/le chercheur en CDD travaillera sous la supervision d’Aurélien MARTENS au sein du groupe ILE du Pôle Accélérateurs, en étroite collaboration avec un·e doctorant·e à l’IJCLab et des collaborateurs externes.
References: N.Yu. Muchnoi 2022 JINST 17 P10014
A. Martens et al 2023 JINST 18
A. Blondel et al. arXiv: 1909:12245

L'Activité

L’activité principale et la responsabilité du groupe IJCLab consistent à fournir une étude de sensibilité détaillée et l’extraction de la polarisation à partir de simulations. La chercheurse/le chercheur utilisera des simulations autonomes et développera les études pour fournir une analyse systématique et détaillée des nombreuses limitations potentielles. La simulation des bruits de fond et leur impact sur l’extraction feront partie intégrante du travail. Cela se fera en collaboration avec le doctorant actuel (thèse à soutenir en octobre 2027), afin de reprendre ce travail et d’établir une liste des principales incertitudes systématiques pour la mesure. Tous ces efforts seront menés en collaboration avec des collègues du CERN.
La collaboration existante avec des partenaires de l’IHEP permettra, selon la motivation du candidat /de la candidate et la disponibilité des faisceaux, de participer à des expériences à BEPC2 pour mesurer la polarisation avec des capteurs à pixels à l’IHEP, la technologie envisagée pour les détecteurs Compton de FCC-ee. Cette activité sera complétée par des développements expérimentaux visant à contrôler la polarisation laser avec une précision extrême, meilleure que le purcent. En effet, il s’agit d’une incertitude systématique limitante pour les mesures de polarimétrie Compton de précision. Ces efforts impliqueront le développement d’un banc de test optique et la démonstration de la faisabilité d’un diagnostic en temps réel de la polarisation optique. Les résultats obtenus seront régulièrement présentés lors des réunions du groupe EPOL de FCC-ee.
Selon le profil et les intérêts motivation du candidat /de la candidate, il/elle pourrait contribuer à la préparation d’études de sensibilité pour l’analyse des désintégrations du tau à FCC-ee. Des réunions hebdomadaires (ou plus fréquentes si nécessaire) seront organisées pour suivre et résoudre les difficultés rencontrées.

Votre Profil

Compétences

La personne qui candidate devra être titulaire d’une thèse en instrumentation ou en physique subatomique avec une volonté de travailler principalement sur simulations. Un interete pour les développements expérimentaux est un plus. Une connaissance de la physique des détecteurs, de la physique des accélérateurs et/ou de la physique des particules est un plus. Un savoir-faire en instrumentation est intéressant mais pas critique pour le travail envisagé. Une expérience de programmation est également intéressante. Une très bonne connaissance de l’anglais écrit/parlé est nécessaire, une connaissance du français est un plus mais pas nécessaire. Nous cherchons une personne curieuse en mesure de s’attaquer à des questions de physique variées à l’interface de la physique des particules et des détecteurs. La personne recrutée sera amenée à travailler avec des collaborateurs situés à distance, à traiter de nombreux lots de données simulées et à devoir rendre compte de ses travaux de manière synthétique. Elle devra également être autonome dans son travail quotidien.

Votre Environnement de Travail

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.

La structure dispose de capacités techniques très importantes (environ 280 ingénieurs et techniciens) dans tous les grands domaines requis pour concevoir, mettre au point et en œuvre les dispositifs expérimentaux nécessaires à son activité scientifique : mécanique, électronique, informatique, instrumentation, techniques d'accélération et des techniques de la biologie. Ces forces techniques représentent un atout de premier plan pour la conception, le développement et l'utilisation des instruments nécessaires (accélérateurs et détecteurs). La présence des infrastructures de recherche et des plateformes technologiques rassemblées sur le site du laboratoire constitue également un atout majeur. Enfin, environ 90 ITA des services administratifs et support travaillent aux côtés des scientifiques et ingénieurs.
Le/la chercheuse/chercheur travaillera dans le groupe ILE (4 enseignants chercheurs, 3 chercheurs CNRS, 2 doctorants) du pôle de physique des accélérateurs qui développe depuis plus de vingt ans un savoir-faire autour de l’interaction Compton pour la production de photons de hautes énergies de plusieurs dizaines de keV pour les applications médicales et d’imagerie, quelques MeV pour la physique nucléaire à plusieurs GeV pour les diagnostics des faisceaux d’électrons pour les collisionneurs pour la physique des particules. Une part importante des activités s’oriente vers la conception de systèmes pour un diagnostic précis de la polarisation des faisceaux d’électrons. Le travail proposé ici s’insérera ainsi pleinement dans les objectifs scientifiques du groupe.
IJCLAB fonde sa politique de recrutement sur la promotion de l'égalité, de la diversité et de l'inclusion. Valeurs essentielles, elles permettent le développement professionnel des agents, véritables acteurs d'une réussite collective, mais également le développement du laboratoire lui-même.

Rémunération et avantages

Rémunération

Entre 3 131,32€ et 3 569,85€ 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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Les métiers de la recherche