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Position doctorale (H/F) IN2P3 dans l'expérience LHCb au LPNHE Paris

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-005
Lieu de travail : PARIS 05
Date de publication : mardi 9 février 2021
Nom du responsable scientifique : Francesco POLCI
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

Titre : Recherche de la violation de la conservation de la saveur des leptons chargés avec l'expérience LHCb
L'observation des oscillations de neutrinos implique que la saveur des leptons n'est pas une quantité conservée. En revanche, des processus avec violation de la conservation de la saveur des leptons chargés n'ont jamais été observés jusqu'à présent. En fait, dans le modèle standard, ils devraient être extrêmement supprimés, au-delà de la sensibilité des détecteurs actuels. Cependant, une Nouvelle Physique pourrait augmenter leur taux : ces processus, rares dans le modèle standard, comptent parmi les sondes les plus puissantes pour la recherche de cette nouvelle physique !
L'intérêt pour ces désintégrations a fortement augmenté depuis les publications des tests de l'universalité de couplage de leptons de saveurs différentes effectués par l'expérience LHCb RK et RK*. Dans le modèle standard, ces rapports devraient être égaux à l'unité, tandis que LHCb a observé des écarts-types de 2,6 et 2,4 par rapport à l'unité. S'ils étaient confirmés, ces résultats impliqueraient la violation de l'universalité de la saveur des leptons, nécessairement associée à une nouvelle interaction violant la conservation de cette saveur, qui pourrait augmenter considérablement les taux de désintégration des quarks b en processus avec un quark s et deux leptons de saveurs différentes dans l'état final.
Observer ces désintégrations serait un signe remarquable de l'existence d'une nouvelle physique, avec de nombreuses implications possibles : sur le mécanisme seesaw des neutrinos et sur les modèles avec neutrinos lourds, candidats naturels à la matière noire ; sur les grandes théories unifiées impliquant les lepto-quarks ; sur la compréhension de l'asymétrie matière-antimatière de l'Univers.
L'expérience LHCb a permis de recueillir une quantité sans précédent de mésons B produits lors de collisions proton-proton au LHC, le grand collisionneur de hadrons du CERN, ce qui permet pour la première fois de rechercher ces désintégrations. Le groupe LHCb au LPNHE a fortement contribué aux tests de l'universalité de couplage de leptons et aux premières recherches de désintégrations qui violent la conservation de la saveur leptonique.
LHCb va reprendre ses prises de données en 2022, avec un détecteur entièrement renouvelé dans son système de trajectographie et avec un système innovant de déclenchement complètement logiciel. La doctorante ou le doctorant aura ainsi l'occasion d'analyser non seulement l'ensemble des données déjà collectées par LHCb, mais aussi celles qui seront collectées dans les années à venir, ce qui augmentera de façon importante la sensibilité de l'expérience aux désintégrations violant la conservation de la saveur leptonique. Il ou elle approfondira sa connaissance sur le fonctionnement des détecteurs de physique des particules, grâce à l'occasion rare de participer activement au démarrage de la prise des données dans une expérience majeure du LHC, entre autres via des études des performances du nouveau détecteur. De plus, il ou elle apprendra des techniques d'analyse sophistiquées, et contribuera à éclaircir l'une des énigmes les plus fascinantes de la physique des particules aujourd'hui.

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 LHCb au LPNHE est impliqué dans l'analyse des données de l'expérience, en particulier dans les test de l'universalité leptonique et dans les désintégrations en états final sans quark charm du méson B. Il est actif dans l'électronique de back-end du détecteur de traces à fibres scintillantes et dans la mise à point du système de déclanchement de l'experience, en particulier les aspects de reconstruction en temps réel.

Contraintes et risques

Selon l'évolution de la situation sanitaire liée à l'épidémie de COVID-19, des missions prévues en France et à l'étranger, notamment au CERN pour participer aux reunion de collaboration et à la prise des données.

Informations complémentaires

Activités :
Le ou la candidate retenu.e s'investira dans la recherche de désintégrations qui violent la saveur leptonique avec les données collecté par l'expérience LHCb et participera aux études des performances du nouveau détecteur.
Compétences attendues :
Le candidat ou la candidate doit avoir un diplôme de Master 2 (ou équivalent) en physique fondamentale ou physique des particules. Une première expérience en physique des particules 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.
Les dossiers de candidatures comprendront un CV et une lettre de motivation.
Le contrat doctoral est financé par l'IN2P3 pour 36 mois. Le démarrage du contrat est prévu au 1er Octobre 2021.

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