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(H/F) Phénomènes extragalactiques transitoires aux très hautes énergies avec H.E.S.S. et préparations pour le futur observatoire CTA

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

Date Limite Candidature : mardi 2 mars 2021

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Informations générales

Référence : UMR7585-MARGUY-004
Lieu de travail : PARIS 05
Date de publication : mardi 9 février 2021
Nom du responsable scientifique : Jean-Philippe LENAIN
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

L'observation du ciel aux hautes énergies permet d'étudier les processus de rayonnements non-thermiques à l'œuvre dans les environnements d'objets compacts, tels que les noyaux actifs de galaxies (NAG), les systèmes binaires d'étoiles à neutrons ou encore les restes de supernovæ. Cette émission nous renseigne sur l'accélération de particules à des énergies souvent inatteignables en laboratoire sur Terre. Ces dernières années, l'étude de l'aspect transitoire de ces phénomènes cataclysmiques a pris un essor sans précédent, avec par exemple la recherche d'émission électromagnétique associée aux fusions d'objets compacts donnant lieu à des ondes gravitationnelles détectées par LIGO/Virgo, ou encore la recherche de coïncidence entre des événements neutrinos de hautes énergies vus par IceCube avec des signaux électromagnétiques aux hautes énergies. On peut également noter la découverte très récente, en 2019, de sursauts gamma aux très hautes énergies (THE ; E>100 GeV), détectés auparavant jusqu'à quelques dizaines de GeV.
H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) est une expérience internationale qui participe à de telles études. Constitué d'un réseau de 5 télescopes situé en Namibie, H.E.S.S. permet d'explorer le cosmos aux très hautes énergies, comprenant entre autres des observations de phénomènes transitoires extragalactiques. Notre groupe est très activement impliqué dans ce projet, à travers l'étude d'émission diffuse aux THE, la recherche de la violation de l'invariance de Lorentz, ou l'étude de sources extragalactiques. Son successeur, CTA (Cherenkov Telescope Array), sera constitué de deux réseaux, un par hémisphère, de 20 à 100 télescopes chacun. CTA permettra une étude plus approfondie des sources aux très hautes énergies par rapport aux instruments actuels comme H.E.S.S., avec une gamme en énergie couverte plus large et une meilleure sensibilité.
Une participation active à l'analyse des données de H.E.S.S. est attendue, avec un intérêt spécifique sur la recherche et l'interprétation d'activités variables dans les NAG et les sursauts gamma. De plus, une des cinq caméras de H.E.S.S. a connu fin 2019 une mise à niveau majeure, et une implication dans la caractérisation de la réponse instrumentale de cette caméra, associée au reste du réseau, est attendue. La compréhension de l'instrument passe par des simulations Monte Carlo — à la fois de cascades atmosphériques issues de rayons gamma ou de rayons cosmiques, ainsi que de la réponse électronique des caméras — dont le directeur de thèse porte la responsabilité au sein de la collaboration H.E.S.S. L'étude portera également sur les perspectives offertes avec le futur observatoire CTA, via des simulations d'observations de sources transitoires et le développement du logiciel d'analyse associé, pour caractériser l'évolution temporelle de ces sources (flux, spectre en énergie, ...).

Contexte de travail

Le LPNHE (Laboratoire de Physique Nucléaire et des Hautes Énergies, https://lpnhe.in2p3.fr/) est un laboratoire de l'IN2P3 (Institut National de Physique Nucléaire et de Physique de Particules), un institut du CNRS, et des universités « Sorbonne Université » et « Université de Paris ». Le laboratoire se situe à Paris (France). Il est impliqué dans des collaborations internationales majeures dans les domaines de la physique des particules, des astroparticules et de la cosmologie. Il compte 130 chercheurs, enseignant-chercheurs et agent administratifs, techniques et ingénieurs permanents.
Actuellement, le groupe H.E.S.S./CTA du LPNHE est impliqué dans l'analyse des données de l'expérience H.E.S.S., et dans la préparation de la construction de l'observatoire CTA. Le groupe est composé de deux permanents, dont un chercheur CNRS (J.-P. Lenain) et un maître de conférence (J. Bolmont), une post-doctorante et une doctorante.
Le LPNHE fait également partie du nœud de la grille européenne (EGI) francilien (GRIF), hébergeant des capacités de calcul et de stockage de taille intermédiaire mais qui contribue significativement notamment aux traitements de simulations de H.E.S.S. et de CTA. De plus, l'appartenance à la collaboration H.E.S.S. garantira à la personne retenue d'avoir accès au centre de calcul national de l'IN2P3 (CC-IN2P3).
Le ou la candidate retenu.e s'investira dans les activités du groupe concernant l'analyse des données de H.E.S.S. et la préparation des analyses pour CTA.
Concernant le volet d'analyse, il ou elle s'intégrera dans les thématiques scientifiques développées dans le groupe, notamment concernant l'étude des phénomènes extragalactiques transitoires.
Il ou elle s'investira également dans la caractérisation des caméras de H.E.S.S. à travers la simulation de la réponse instrumentale, notamment pour la caméra nouvellement installée sur le grand télescope CT5.

Contraintes et risques

Selon l'évolution de la situation sanitaire liée à l'épidémie de COVID-19, missions prévues en France et à l'étranger, notamment un shift d'observation de 3 semaines sur le site de H.E.S.S. en Namibie, et possiblement un shift pour la mise en service du premier télescope MST de CTA à la Palma dans les îles des Canaries.

Informations complémentaires

Le candidat ou la candidate doit avoir un diplôme de Master 2 (ou équivalent) en physique fondamentale, astroparticules, physique des particules ou astrophysique. Une première expérience en astronomie des hautes énergies est souhaitée, mais non obligatoire. Une solide connaissance de la programmation C++ et Python est un prérequis important.
Le contrat doctoral est financé par l'IN2P3 à travers le programme « Fellowships des deux infinis » pour 36 mois. Le démarrage du contrat est prévu pour le 1er Octobre 2021, mais une date ultérieure, au plus tard le 1er Décembre 2021, peut être envisagée.
Le contrat doctoral est financé par l'IN2P3 pour 36 mois. Le démarrage du contrat est prévu au 1er Octobre 2021.
Les dossiers de candidatures, comprenant un CV, une lettre de motivation et une à deux lettres de référence

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