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H/F Doctorant en Physique Nucléaire expérimentale

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

Date Limite Candidature : mardi 28 juin 2022

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Informations générales

Référence : UMR9012-ALEHEN-030
Lieu de travail : ORSAY
Date de publication : mardi 7 juin 2022
Nom du responsable scientifique : Yorick BLUMENFELD
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 3 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Les corrélations d'appariement sont au coeur des phénomènes de superfluidité dans les systèmes quantiques à N corps. Leur description théorique est basée sur la théorie microscopique de la supraconductivité développée par Bardeen, Cooper and Schrieffer (BCS) à partir des paires fortement corrélées, les paires de Cooper. Dans le noyau atomique, ces paires sont faites de nucléons identiques, neutron-neutron(nn) et proton-proton (pp), et jouent un rôle majeur car ce sont les principales corrélations à plusieurs corps au-delà du champ moyen. Elles sont responsables de l'apparition de phénomènes tels que l'alternance des énergies de liaison entre les noyaux pairs et impaires, la réduction des moments d'inertie ou les noyaux à halo. De plus, le noyau offre la possibilité unique, avec ses deux fluides de neutrons et de protons, d'étudier l'appariement de type neutron-proton. On sait déjà que cet appariement est plus fort que l'appariement nn ou pp car le seul noyau de masse A=2 lié est le deutéron (les systèmes 2n et 2p ne sont pas liés). La question à laquelle tentera de répondre cette thèse est de savoir si des paires fortement corrélées np existent.
Les noyaux les plus favorables pour trouver de la superfluidité np sont les noyaux N=Z avec des orbitales de grand j partiellement remplies, car le recouvrement des ondes neutron et proton est alors maximal.
Alors que les paires nn et pp ont été très largement étudiées, la recherche sur les paires np en est encore à ses débuts en raison de la difficulté de produire de grandes quantités de noyaux lourds N=Z, qui se trouve loin de la stabilité. La meilleure sonde pour l'appariement est la réaction de transfert de paires où une paire np fortement corrélée est transférée entre un noyau superfluide et un noyau très léger qui sert de sonde. Ici, nous avons choisi la sonde la plus simple : le proton. L'orbitale de j le plus élevé accessible expérimentalement auprès de nos accélérateurs est la couche f7/2, c'est pourquoi nous proposons d'étudier son noyau de milieu de couche, le 48Cr via la réaction de transfert 48Cr(p,3He)46V.
L'expérience est déjà approuvée au GANIL et sera réalisée au printemps 2023, dans le cadre de la campagne MUGAST@LISE. Le faisceau radioactif de 48Cr sera produit par fragmentation d'un faisceau stable de 50Cr et sélectionné à l'aide du spectromètre LISE. Le dispositif expérimental combine un détecteur de particules de dernière génération MUGAST et un ensemble de détecteurs de rayonnement gamma basé sur des clovers germanium de haute pureté, EXOGAM. Le dispositif est complété par des détecteurs de faisceau (CATS) et une détection à zéro degré pour identifier le 46V.
L'étudiant participera à la préparation et à la réalisation de l'expérience. Il/Elle prendra en charge l'analyse des données avec le package NPTool basé sur ROOT et GEANT4. Il/Elle prendra aussi une part active dans l'interprétation des données en utilisant des modèles de réaction reposant sur l'approximation de Born des ondes distordues (DWBA). Selon ses préférences, il/elle pourra aussi développer des modèles théoriques pour décrire l'appariement np au-delà du modèle en couches. Sinon, un étudiant plus intéressé par les aspects instrumentaux, pourra contribuer au développement de la future génération de détecteur de particules chargées, GRIT.
Références bibliographiques
S. Frauendorf, A.O. Macchiavelli Prog. Part Nucl. Phys. 78 (2014) 24
https://doi.org/10.1016/j.ppnp.2014.07.0001
B. Lecrom et al. ; Phys. Lett. B829 137057 (2022)

Contexte de travail

Le laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie est un laboratoire de physique des deux infinis sous tutelle du CNRS, de l'université Paris-Saclay et de l'université de Paris, né en 2020 de la fusion de cinq UMR situées sur le campus universitaire d'Orsay.
Les thèmes de recherche du laboratoire, structuré en pôles scientifiques et techniques, sont la physique nucléaire, la physique des hautes énergies, les astroparticules et la cosmologie, la physique théorique, les accélérateurs et les détecteurs de particules ainsi que les recherches et développements techniques et applications associées pour l'énergie, la santé et l'environnement.

La structure dispose de capacités techniques très importantes (environ 280 ingénieurs et techniciens) dans tous les grands domaines requis pour concevoir, mettre au point et en œuvre les dispositifs expérimentaux nécessaires à son activité scientifique : mécanique, électronique, informatique, instrumentation, techniques d'accélération et des techniques de la biologie. Environ 90 ITA des services administratifs et support travaillent aux côtés des scientifiques et ingénieurs.
Le Doctorant sera rattaché à l'école doctorale PHENIICS de l'université Paris-Saclay et rejoindra l'équipe NESTAR dans le pôle Nucléaire de IJCLab. L'équipe comprend actuellement 6 chercheurs permanents et 2 doctorants. Elle est spécialisée dans l'étude de la structure et de l'astrophysique nucléaire par réactions directes. Ses membres réalisent des expériences dans le cadre de collaborations internationales principalement auprès des accélérateurs ALTO de IJCLab, GANIL à Caen et RIKEN au Japon. Le doctorant effectuera ses expériences au GANIL et l'analyse des résultats à IJCLab.

Contraintes et risques

De fréquents déplacements auront lieu au GANIL, Caen pour la réalisation d'expériences.
L'autorisation de travail sous rayonnement (catégorie B) sera obtenue.

Informations complémentaires

Bonne connaissance du C++ et de ROOT et GEANT4
Connaissances en physique et instrumentation nucléaire niveau M2
Bonne connaissance de l'anglais oral et écrit
Aptitude à travailler en équipe mais aussi de façon indépendante
Curieux(se) et motivé(e)
Le poste étant situé dans une ZRR (zone à régime restrictif), le recrutement est conditionné par l'obtention d'un avis favorable du HFSD. En conséquence, la date de prise de fonction est précisée à titre indicatif et pourra être reportée.

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