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Thèse H/F : Mesure de la production de double charme avec ALICE auprès du LHC

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Informations générales

Référence : UMR9012-MARLOU-001
Lieu de travail : ORSAY
Date de publication : mercredi 15 juillet 2020
Nom du responsable scientifique : Christophe SUIRE
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

L'expérience ALICE au LHC est dédiée à l'étude du plasma de quarks et gluons (QGP), un état de la matière pour lequel les quarks et les gluons ne sont plus confinés à l'intérieur des nucléons. La chromodynamique quantique prédit une transition de phase entre la matière nucléaire ordinaire et le QGP à une densité d'énergie d'environ 1-2 GeV/fm3 et une température de 200 MeV. Les collisions d'ions lourds accélérés à des vitesses ultra-relativistes permettent de recréer et d'étudier le QGP en laboratoire : le milieu nucléaire ainsi créé se comporte comme un liquide quasi-parfait de partons fortement couplés. Parmi les observables sondant les propriétés du QGP, le groupe ALICE d'Orsay s'intéresse à la production de sondes dures produites dans les premiers instants de la collision et qui peuvent sonder toute l'évolution du milieu.

Cette proposition de thèse porte sur des mesures de pQCD, qui constituent la référence pour interpréter les mesures en collisions Pb-Pb, et manquent de contraintes expérimentales à ce jour. En particulier, le sujet proposé porte sur l'étude de la contribution des interactions multiples entre partons dans la production de double charme: charme ouvert, mésons D (formés d'un quark c et d'un quark léger), et/où de charme fermé, J/Ψ (état lié c-cbar). Ceci est possible en étudiant la production des particules et leurs corrélations et, en particulier, leur corrélation angulaire qui est une caractéristique distinctive. La production de D0-D0 (à rapidité centrale), J/Ψ-J/Ψ (à grande rapidité) ainsi que celle de D0-J/Ψ (avec un grand gap en rapidité) en collisions pp à √s = 14 TeV sera étudiée. Les corrélations pour les particules et anti-particules seront considérés. Au LHC, cette analyse avec un grand gap angulaire est seulement possible avec ALICE et offre une mesure unique, à fort potentiel. Les données du run-III, où un grand lot de données avec l'information de tous les sous-détecteurs sera collecté, permettra ces analyses. Une comparaison systématique avec les modèles apportera des contraintes sur l'influence du processus de fusion des gluons dans la production de double charme, et de la contribution des interactions doubles/multiples entre partons.

Une étude exploratrice de la production de double charme auprès des collisions Pb-Pb à √sNN = 5.5 TeV sera aussi faite. La production des hadrons charmés isolés étant influencée par la formation du QGP lors des collisions Pb-Pb sous la forme d'une modification de leur impulsion transverse (perte d'énergie) et/où une variation de la probabilité de former des états liées de quarks lourds (écrantage où régénération) ; la production de double charme en collisions Pb-Pb apportera des nouvelles (et complémentaires) informations pour caractériser le QGP.

Le(a) candidat(e) présentera ses résultats lors de réunions de collaboration, workshop et conférences internationales. Il effectuera de fréquents voyages au CERN (Suisse). Un excellent niveau d'anglais et de programmation sont indispensables. Il travaillera au sein du groupe ALICE d'IJCLab, dont l'expertise dans les analyses la production de quarks charmés et bosons Z est reconnue. Notre groupe a joué et joue un rôle moteur dans de nombreuses publications (http://ipnwww.in2p3.fr/Publications,415). Une participation dans la prise des données de l'expérience au CERN, ainsi qu'aux taches d'intérêt générale de la Collaboration seront requises.

Contexte de travail

Le(a) candidat(e) travaillera dans le groupe ALICE d'IJCLab qui est constitué de quatre chercheurs, un professeur de l'Université Paris-Saclay et deux étudiants en thèse (dont l'un soutiendra sa thèse en oct. 2020). C. Suire and Z. Conesa del Valle co-dirigeront cette thèse. Le(a) candidat(e) travaillera dans une collaboration internationale et présentera (en anglais) régulièrement ses travaux dans le groupe et dans les réunions de collaboration. La participation à une école thématique et la présentation des résultats dans des conférences internationales sont prévues. Le(a) candidat(e) écrira un mémoire de thèse environ six mois avant la défense. Nous rajoutons que les étudiants de notre groupe soutiennent leur thèse en trois ans maximum. L'école doctorale PHENIICS dans laquelle l'étudiant(e) sera inscrit(e) assure un suivi du cursus de thèse.

Contraintes et risques

Le(a) candidat(e) doit avoir des compétences en physique nucléaire et/ou en physique des particules, étant titulaire d'un master au démarrage du contrat. Un excellent niveau d'anglais et de programmation sont indispensables. Une bonne capacité de travail en groupe est requise.
Le(a) candidat(e) présentera ses résultats lors de réunions de collaboration, workshop et conférences internationales. Il effectuera de fréquents voyages au CERN (Suisse).

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