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Doctorant "Recherche de nouvelle physique via la diffusion cohérente des neutrinos avec le projet RICOCHET" (H/F)

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

Date Limite Candidature : vendredi 28 mai 2021

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Informations générales

Référence : UMR5821-CHRVEL-086
Lieu de travail : GRENOBLE
Date de publication : vendredi 7 mai 2021
Nom du responsable scientifique : Monsieur Jacob LAMBLIN
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

La mesure de la diffusion cohérente neutrino-noyau (CENNS) a été un challenge en physique des neutrinos depuis sa prédiction, il y a près de 40 ans. En août 2017, l'expérience COHERENT située auprès de la Spallation Neutron Source (SNS) à Oak Ridge a annoncé la première détection de CENNS. Même si cette première détection présente une sensibilité limitée à de la nouvelle physique, elle a prouvé l'existence de ce nouveau canal de détection des neutrinos qui ouvre la porte à une grande variété de nouvelles opportunités scientifiques. Par exemple, un moment magnétique du neutrino non-nul ou l'existence d'un nouveau médiateur massif, tel que le boson Z', induiraient des déformations du spectre en énergie des noyaux de recul à très faible énergie, inférieure à 100 eV.

Grâce à son programme scientifique extrêmement riche, la mesure précise du processus CENNS a motivé un effort expérimental mondial avec plusieurs expériences en cours ou à venir utilisant des techniques instrumentales différentes. Le projet RICOCHET en fait partie. Le principe de l'expérience est de placer des détecteurs possédant un seuil en énergie très bas (~50 eV), tels que des semi-conducteurs Ge ou des supraconducteurs Zn, à proximité d'un réacteur nucléaire pour réaliser une mesure de haute précision du processus CENNS, au niveau du pourcent. Le premier point clé du projet RICOCHET, comparé aux autre projets, est de viser un détecteur à l'échelle du kg avec un rejet du bruit de fond sans précédent jusqu'à un seuil en énergie de quelques dizaines d'eV. Le deuxième point clé est de combiner plusieurs cibles et techniques de détecteur cryogénique pour bénéficier de leur complémentarité dans la quête de nouvelle physique. L'Institut Laue Langevin (ILL) avec son réacteur nucléaire de recherche est un excellent site pour accueillir cette expérience, étant donné la possibilité de s'approcher très près du cœur.

La thèse proposée sera consacrée entièrement à l'expérience RICOCHET à l'ILL. Le point le plus crucial est le bruit de fond. En effet, en raison de la présence d'expériences voisines, les bruits de fond gamma et neutron sont particulièrement hauts, notamment à basse énergie. Le ou la doctorante participera aux études du bruit de fond à l'aide de simulations et d'extrapolations des données existantes. En particulier, il ou elle aura en charge la caractérisation du veto muon, indispensable pour rejeter les événements induits pas le rayonnement cosmique. Un autre aspect important concernera les performances du détecteur. La R&D sur les détecteurs Ge est menée par le laboratoire IP2I de Lyon et les premiers résultats sont très encourageants. Le ou la doctorante aura l'opportunité de contribuer à la caractérisation des détecteurs. Ensuite, le ou la doctorante sera impliquée dans l'installation de l'expérience à l'ILL prévue en septembre 2022 et dans la validation des premières données. Enfin, il ou elle analysera les données pour obtenir les premiers résultats de physique.
Profil recherché :
Pour mener à bien ce projet, le ou la candidate doit être diplômé d'un master en physique des particules lui permettant de posséder les connaissances nécessaires aussi bien théoriques qu'expérimentales.
Le ou la candidate doit avoir des compétences en simulation Monte-Carlo, une expérience avec le code GEANT4 serait très appréciée.
Il ou elle doit aussi avoir des compétences en analyse de données pour interpréter le résultat des simulations et pour analyser les premières données de l'expérience.
Les aspects informatiques sont présents dans différentes activités prévues de la thèse. Une bonne maîtrise des langages de programmation C++ et/ou python est souhaitable.
Enfin, le ou la candidate doit avoir un intérêt pour la physique expérimentale pour aborder les différentes activités proposées avec motivation.

Contexte de travail

Le laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie de Grenoble (LPSC) (http://lpsc.in2p3.fr) est une unité mixte de recherche associant le CNRS-IN2P3, l'Université Grenoble Alpes (UGA) et l'école Grenoble INP, pour un effectif moyen d'environ 230 personnes. Le ou la doctorante sera affecté́(e) à l'équipe Neutrino composée de 7 agents du LPSC. Son directeur de thèse sera Jacob LAMBLIN.

Contraintes et risques

Le ou la doctorante sera amené(e) à intervenir à l'ILL et à utiliser des sources radioactives.

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