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Doctorat sur ATLAS au LHC (H/F)

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Informations générales

Référence : UMR6533-DAVCAL-001
Lieu de travail : AUBIERE
Date de publication : lundi 18 mars 2019
Nom du responsable scientifique : Julien Donini
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

1. Objectif et sujet de la thèse, domaine scientifique et thèmes scientifiques.

Le succès du modèle standard (MS) de la physique des particules au cours des dernières décennies se poursuit avec les expériences du LHC, avec en particulier la découverte du boson de Higgs. Cela démontre l'impressionnante robustesse de cette théorie mais suggère aussi que les nouveaux phénomènes, attendus du fait des lacunes connues du MS, semblent hors de portée à l'énergie du LHC. De plus, des centaines de recherches directes au-delà du MS (BSM) continuent de repousser les limites d'exclusion à des échelles d'énergie de plus en plus élevées. Dans ce contexte, l'interprétation des mesures de précision en termes de théories effectives offre une stratégie intéressante pour aller de l'avant, en particulier avec le grand nombre de collisions proton-proton qui seront enregistrées pendant le Run 3 du LHC. La théorie effective des champs (EFT) est une approche théorique générique qui prédit comment les théories BSM se manifesteraient à l'énergie du LHC, indépendamment de la structure détaillée de la théorie BSM sous-jacente. Cette stratégie d'ensemble est fortement motivée par le contexte expérimental actuel, et les développements concrets liés aux interprétations EFT ont déjà été entrepris dans la communauté théorique, et plus récemment expérimentale.

2. Présentation détaillée du projet de recherche.

Le projet de thèse se concentre sur la mesure de précision dans le secteur des quarks tops et l'interprétation EFT associée, en lien sur la forte expertise du groupe en physique des quarks tops. Le premier objectif est d'effectuer la mesure la plus précise possible d'une observable angulaire donnée (comme l'hélicité du W ou la polarisation du top) en utilisant l'ensemble des données du Run 2. Le deuxième objectif est de comprendre et de modéliser les effets BSM (tels que décrits par l'EFT) sur la mesure, et d'en déduire les contraintes globales sur les phénomènes génériques BSM dans le secteur du quark top.

3. Bibliographie.

- ArXiv:1802.07237, Interpreting top-quark LHC measurements in the standard-model effective field theory
- JHEP 03 (2017) 113, Measurements of top quark spin observables in ttbar events using dilepton final states in √s=8 TeV pp collisions with the ATLAS detector

4. Tâche de qualification.

Au cours de la première année, environ 50% du temps sera consacré à une tâche d'intérêt général liée au fonctionnement du détecteur, afin d'obtenir la "qualification ATLAS" permettant d'être membre à part entière de la collaboration.

Contexte de travail

Contexte du sujet de recherche

Ce sujet de thèse s'incrira dans un travail en équipe, regroupant le directeur de thèse (professeur), le co-encadrant (chercheur) et un(e) post-doctorant(e) en cours de recrutement.


Contexte général

L'équipe Atlas@Clermont fait partie du Laboratoire de Physique de Clermont (LPC) qui regroupe également les équipes LHCb, ALICE, LSST et de physique théorique, ainsi que les équipes de recherche en physique appliquée à la santé, l'environnement et l'énergie. Le LPC est hébergé par l'Université de Clermont Auvergne (UCA) et fait partie de l'Institut national de physique nucléaire et des particules (IN2P3), une division du Centre national de recherche (CNRS). Environ la moitié des 160 membres du LPC travaillent dans l'un des départements techniques (informatique, mécanique, électronique et microélectronique) ou dans le département administratif.

Le LPC est situé dans la banlieue de Clermont-Ferrand, ville moyenne mais dynamique à l'est de la région Auvergne-Rhônes-Alpes, à 3h30 du CERN. La ville est en bordure du Parc Régional des Volcans d'Auvergne, récemment inscrit sur la liste du patrimoine mondial de l'UNESCO. De nombreuses activités culturelles sont proposées et culminent chaque année en février avec le Festival international du court métrage (le plus grand festival du monde dans ce domaine). Clermont-Ferrand est aussi le cœur de l'entreprise Michelin. Le réseau de transport public est performant, le LPC en particulier bénéficie d'un arrêt de tramway à proximité immédiate. Le coût de la vie à Clermont-Ferrand est faible par rapport aux grandes villes comme Lyon ou Paris. La location d'un appartement entre 20 et 30 m2 en centre ville à proximité du tramway coûte environ 400 euros par mois.

L'équipe Atlas@Clermont bénéficie chaque année d'un soutien financier important de la part du CNRS/IN2P3, couvrant principalement les frais de déplacement (au CERN, ateliers et conférences) et les frais informatiques locaux. Il offre à l'équipe un environnement de travail agréable (bureaux et ordinateurs portables), y compris un cluster de batch local dédié avec 200 To de stockage sur disque.

L'équipe est membre fondateur de la collaboration ATLAS et a toujours apporté une contribution significative au calorimètre hadronique à tuiles scintillantes (TileCal), ainsi qu'aux analyses physiques, notamment en rapport avec le quark top (première thèse sur ce sujet soutenue en 2002). L'équipe Atlas@Clermont est également active dans la mise à niveau de la phase 2 du HL-LHC, depuis de nombreuses années sur TileCal et depuis 2018 sur HGTD (High Granularity Timing Detector). Depuis plusieurs années, l'équipe s'est spécialisée dans la recherche d'une nouvelle physique avec état final contenant un ou plusieurs quarks tops (résonances ttbar, résonances tbbar) et a notamment initié dans ATLAS en 2011 la recherche des événements contenant quatre quarks tops. Depuis 2013, l'équipe a également contribué de manière significative à la recherche de la production associée d'un boson de Higgs et d'une paire de quarks tops (tth), finalement observés en 2018.

Il n'est pas obligatoire de parler français (il y a actuellement sept nationalités différentes dans l'équipe) et des cours de français gratuits seront disponibles. Une bonne connaissance de l'anglais est nécessaire. La candidature de femmes est encouragée car Atlas@Clermont applique des mesures d'action positive pour assurer l'égalité des sexes dans le processus de recrutement.

Contraintes et risques

Il faut s'attendre à de courts séjours au CERN et éventuellement à l'étranger.

Informations complémentaires

Les candidats éligibles doivent avoir :
- obtenu un master en physique des particules avant juillet 2019;
- une première expérience de recherche en physique des particules d'au moins trois mois;
- une bonne connaissance du C++ et si possible du logiciel d'analyse ROOT;
- un bon niveau d'anglais parlé et écrit;
- la capacité à travailler en équipe.

Les candidatures doivent être soumises sur ce site web (voir bouton "Postuler" en haut) avec un curriculum vitae (2 pages maximum) et une lettre de motivation.

De plus, deux lettres de recommandation doivent être envoyées directement à AtlasClermont.job@cern.ch.

L'offre sera clôturée dès qu'une candidature aura été retenue.

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