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Doctorant physique théorique (H/F): QED variationnelle pour les propriétés moléculaires

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : lundi 22 août 2022

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Informations générales

Référence : UMR5626-TROSAU-005
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : lundi 1 août 2022
Nom du responsable scientifique : Trond SAUE
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2135 euros brut/mois

Description du sujet de thèse

** QED variationnelle pour les propriétés moléculaires **

La thèse fait partie du projet HAMP-vQED [Highly Accurate Molecular Properties using variational Quantum Electrodynamics] financé par un ERC Advanced Grant.

Contexte : Les éléments chimiques sont organisés dans le tableau périodique. Pour rationaliser cette structure, il faut faire appel à la mécanique quantique. Dans les années 1980, on s'est rendu compte que pour décrire correctement les éléments lourds en bas du tableau périodique, il faut invoquer la théorie de la relativité restreinte. La chimie a-t-elle besoin d'encore de physique ? Le projet HAMP-vQED étudie le rôle possible de l'électrodynamique quantique (QED) en chimie. Il va fournir un protocole pour des calculs très précis des propriétés moléculaires, avec une attention particulière aux propriétés qui sondent la densité électronique à proximité des noyaux atomiques (telles que les paramètres RMN et Mössbauer et la spectroscopie aux rayons X), où sont créés les effets de la QED. Le projet HAMP-vQED adhère au cadre général de la chimie quantique en recherchant une approche variationnelle (non perturbatrice) utilisant des fonctions de base locales (gaussiennes).

Contenu: La machinerie sophistiquée de la QED, construite sur la théorie des perturbations et les
diagrammes de Feynman emblématiques, ne peut être appliquée qu'à des systèmes à quelques électrons.
Pour les atomes ou molécules lourds généraux, certains progrès ont été réalisés en utilisant des potentiels QED effectifs [1-4]. Cependant, ces potentiels QED effectifs ont été principalement construits pour fournir des corrections d'énergie, et la question de savoir si leur domaine de validité s'étend au calcul des propriétés du noyau moléculaire reste très ouverte. Des calculs complets de la QED nous permettront de le vérifier et de fournir une formulation plus satisfaisante de la chimie quantique relativiste. Le principal défi du projet sera de maîtriser les singularités qui ont toujours affligé la QED, par des techniques de renormalisation appropriées dans l'espace des coordonnées.

1. E.A. Uehling, “Polarization Effects in the Positron Theory”, Phys. Rev. 48, 55–63 (1935)
2. P. Pyykkö and U. B. Zhao, “Search for effective local model potentials for simulation of quantum electrodynamic effects in relativistic calculations”, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 36, 1469 (2003)
3. V.V. Flambaum and J. S. M. Ginges, “Radiative potential and calculations of QED radiative corrections to energy levels and electromagnetic amplitudes in many-electron atoms”, Phys. Rev. A 72, 052115 (2005).
4. V.M. Shabaev, I. I. Tupitsyn, and V. A. Yerokhin, “Model operator approach to the Lamb shift calculations in relativistic many-electron atoms”, Phys. Rev. A 88, 012513 (2013)

La thèse requiert un candidat, formé en physique ou chimie théorique, avec une solide formation en mathématiques et prêt à s'investir dans la modélisation et la programmation.

Le demandeur doit fournir les documents suivants :
1) CV
2) Lettre de motivation
3) Lettre de recommandation (avec classement). En ce qui concerne le classement, nous aimerions que votre référence porte un jugement sur votre position par rapport aux autres étudiants ayant suivi le même programme de Master. Par exemple. êtes-vous dans le top 10% ou le top 25% etc. Ceci est juste indicatif, et le comité d'admission se concentrera principalement sur le texte de votre lettre de motivation et de votre CV plutôt que sur le classement en%.

Contexte de travail

Le Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques (LCPQ), Unité Mixte UMR5626 associée à l'Université de Toulouse III et au CNRS (Institut de Chimie en rattachement principal, Institut de Physique en rattachement secondaire), existe sous ce nom depuis janvier 2007.

Le LCPQ couvre actuellement plusieurs domaines de la Chimie Théorique (essentiellement quantique) et de la Physique Moléculaire Théorique. Une partie importante de ses activités se situe à l'interface chimie théorique-physique moléculaire. Il dispose d'une forte composante méthodologique, produisant ainsi des codes de calcul et de simulation, ainsi que des équipes impliquées dans les applications à des systèmes d'intérêt physico-chimiques et biologiques : magnétisme moléculaire, spectroscopie à très haute résolution, réactivité et photochimie de complexes de coordination et de biomolécules, agrégats et nanoparticules.

Le laboratoire est organisé en quatre équipes :

- Méthodes et outils de la chimie quantique (THEO)
- Photochimie théorique et computationnelle (PhotoTeC)
- Systèmes étendus et magnétisme (SEM)
- Modélisation, agrégats, dynamique (MAD)

Le candidat retenu sera integré dans l'équipe THEO.

Contraintes et risques

Rien à signaler

Informations complémentaires

HAMP-vQED [Highly Accurate Molecular Properties using variational Quantum Electrodynamics]

La chimie a-t-elle besoin de plus de physique? Il est connu depuis longtemps que la construction du tableau périodique des éléments s'explique par la mécanique quantique, et qu'il faut ajouter la théorie de la relativité pour bien décrire la chimie des éléments lourds. Le projet HAMP-vQED vise à sonder le rôle de l'électrodynamique quantique (QED) en chimie en fournissant une approche qui permet de calculer précisément des propriétés moléculaires, avec une attention particulière pour celles qui sondent la densité électronique proche des noyaux atomiques où sont créés les effets QED. L'approche proposée s'insère dans le cadre usuel de la chimie quantique, à savoir une approche variationnelle en utilisant des fonctions de base locales.

Pour plus d'information: https://dirac.ups-tlse.fr/hamp-vqed/doku.php

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