Missions

Nous ouvrons à candidature un poste de CDD chercheur de 2 ans pour un postdoctorant doté d’une forte motivation afin de travailler sur l'analyse des données de saveurs légères et lourdes avec l’expérience LHCb en mode cible fixe. Le candidat travaillera sur l'analyse des données PbAr déjà collectées et à collecter jusqu'à la fin du Run 3, en se focalisant principalement sur l'analyse de la photoproduction des mésons vecteurs légers dans les collisions ultra-périphériques (UPC). Il participera également à la préparation de la prise de données Pb-gaz en 2025 et développera les lignes de déclenchement ainsi que les sélections software pour la physique des UPC. Le candidat réalisera des études de faisabilité pour les mesures de photoproduction de quarkonium. En fonction du profil du candidat, des mesures du flot elliptique des saveurs légères ou lourdes dans les collisions PbAr pourraient également être envisagées.
Le chercheur sera basé au sein du groupe LHCb de l'IJCLab (CNRS/IN2P3) à Orsay, en France, situé sur le campus de l'Université Paris-Saclay. Des déplacements fréquents au CERN sont à prévoir. Le candidat devra assurer des périodes de prise de données et sera encouragé à participer aux tâches de service pour le groupe de travail « Ions et cible fixe » de LHCb. Le poste est financé pour une durée de deux ans et pourra être pourvu dès juin 2025, et au plus tard en septembre 2025.

Activités

Le détecteur LHCb, grâce à son système de gaz SMOG2 [1], offre une capacité unique au LHC pour réaliser des collisions en mode cible fixe pH, pA et AA à des énergies dans le centre de masse allant de 69 à 115 GeV. Les motivations physiques pour l’étude des collisions en mode cible fixe au LHC sont passées en revue dans la référence [2]. Ce projet concerne l’analyse des données cible fixe de LHCb, en se focalisant principalement sur les collisions PbAr. Grâce au boost entre le référentiel du centre de masse et le référentiel du laboratoire, la région des rapidités arrière est accessible par le détecteur LHCb, permettant ainsi l’étude de la structure nucléaire à grand Bjorken-x, dans une région complémentaire à celle explorée par les collisionneurs. De plus, l'utilisation de systèmes de collisions asymétriques permet des études en fonction de la taille du système et de la structure nucléaire. Un outil expérimental particulièrement adapté pour de telles études est la production de mésons vecteurs dans les collisions ultraperiphériques d’ions lourds [3]. Dans ces collisions, les noyaux sont séparés par des paramètres d’impact plus grands que la somme de leurs rayons, ce qui entraîne une suppression forte des interactions hadroniques.
Dans ce projet, nous proposons de réaliser la première mesure exploratoire de mésons vecteurs dans les données UPC PbAr déjà collectées en mode cible par LHCb, en commençant par le méson vecteur 𝞀0, abondamment produit. Le projet se concentrera ensuite sur le développement des lignes de déclenchement et des sélections software dédiées à la physique des UPC pour les données PbA qui seront collectées en 2025. La faisabilité des mesures de photoproduction de quarkonium sera également étudiée.
Par ailleurs, les collisions PbA en mode cible fixe, à une énergie dans le centre de masse d’environ 70 GeV, offrent une couverture complémentaire aux expériences menées au RHIC et au SPS, dans une région de haute température et de faible potentiel chimique baryonique où la formation d’un Plasma de Quarks et de Gluons (QGP) est attendue. Les coefficients d’anisotropie azimutale des particules identifiées (vn), mesurés à grandes rapidités, sont des outils puissants pour étudier les propriétés du milieu QGP. En particulier, ils fournissent des informations sur le rapport de la viscosité de cisaillement sur l'entropie du milieu, et sur sa dépendance en température [4].
Dans le secteur des quarkonia, l’étude du flot elliptique permet d'examiner le devenir des quarkonia dans le milieu, et en particulier de déterminer si des mécanismes de recombinaison prennent place [5]. Le groupe LHCb de l'IJCLab s’intéresse également aux mesures de flot elliptique des saveurs légères et lourdes en mode cible fixe.
[1] P. Di Nezza et al., The SMOG2 project, CERN-PBC-Notes-2018-007
[2] C. Hadjidakis et al., A fixed target programme at the LHC : physics case and projected performances for heavy-ion, hadron, spin and astro-particle studies, Phys. Rep. 911 (2021) 1-83
[3] A. J. Baltz et al., The physics of Ultraperipheral collisions at the LHC, Phys. Rep. 458 (2008) 1-171
[4] G. Denicol et al., Moving forward to constrain shear viscosity of QCD matter, Phys. Rev. Lett. 116 (2016) 212301
[5] R. Rapp et al., Charmonium and bottomonium production in heavy-ion collisions, Prog. Part. Nucl. Phys 65 (2010) 209-266

Compétences

Les candidats doivent posséder un diplôme de doctorat en physique subatomique ou dans un domaine proche. Un bon niveau en programmation informatique est attendu. En particulier, de l’expérience en simulation et analyse de données au sein d’une grande collaboration internationale sera considérée comme un plus. Les candidats éligibles doivent être capables de communiquer en anglais scientifique. Le CNRS est un employeur garantissant l’égalité des chances.
Le poste est pour une durée de 2 ans (financement ANR). Pour être éligible, un candidat doit avoir obtenu sa thèse à la date de démarrage du contrat et doit avoir moins de 2 ans d’expérience après l’obtention du diplôme de doctorat.

Contexte de travail

Le Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab) est une UMR sous tutelle du CNRS (IN2P3), de l'université Paris-Saclay et de l'université de Paris. Il est localisé sur le campus de l’Université Paris Saclay à Orsay. IJCLab est né en 2020 de la fusion de 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). Le laboratoire compte environ 560 membres permanents (340 ingénieurs et personnels administratifs, 220 chercheurs et enseignants-chercheurs) et 200 membres non-permanents dont 120 doctorants. 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 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 techniques de la biologie.
Le groupe LHCb de l'IJCLab est composé de 6 chercheurs permanents, 1 émérite, 3 post-doctorants et 6 doctorants. L'équipe est impliquée dans les études de violation de CP dans les désintégrations des mésons B, dans les recherches indirectes de phénomènes au-delà du modèle standard, ainsi que dans l'étude de la production de saveurs lourdes lors des collisions proton-proton et proton-plomb pour les tests de précision en QCD. Le groupe a été en charge de la conception et de la production des cartes Front-End et des cartes de contrôle pour les calorimètres électromagnétiques et hadroniques dans le cadre de la phase 1 d’upgrade de LHCb. Il a également eu la responsabilité de construire, installer, mettre en service et maintenant exploiter le détecteur PLUME, installé en 2021. Depuis 2015, le groupe LHCb de l'IJCLab joue un rôle de premier plan dans le développement du programme ions lourds de LHCb.


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

De fréquents déplacements au CERN en Suisse sont attendus. Le/la postdoctorant/e devra aussi voyager fréquemment à l’étranger pour présenter son travail en conférences internationales. Du travail de nuit ou durant les week-ends est attendu durant les périodes de prises de données (2 à 3 semaines par an).