Description du sujet de thèse

La reconstruction précise des produits d’une collision de particules est d’une importance cruciale pour le potentiel de mesure et de découverte des aspects fondamentaux des particules élémentaires. Les détecteurs auprès des futurs collisionneurs de particules utiliseront des « calorimètres imageurs » hautement granulaires fournissant la disposition spatiale détaillée de l’énergie déposée localement par le passage et les gerbes de particules. La thèse exploitera ces informations à l’aide d’algorithmes sophistiqués de flux de particules, qui combinent de manière optimale les informations en provenance des différents sous-systèmes du détecteur ; la capacité des calorimètres à détecter, séparer et mesurer les particules individuelles les atteignant est critique. Équipés de dispositifs de chronométrage modernes, qui peuvent atteindre des précisions de quelque 10 à 100 ps, les calorimètres imageurs deviennent pleinement des détecteurs à cinq dimensions, couvrant l’espace, l’énergie et le temps. La thèse capitalisera sur ces apports. Les algorithmes de flux de particules existants seront étendus au-delà de l’état de l’art, de manière classique et en intégrant des techniques d’apprentissage automatique pour permettre l’exploitation complète de la complexité supplémentaire. Donc la thèse servira à définir les exigences relatives aux éléments systémiques de synchronisation dans les systèmes de calorimètres des futurs collisionneurs e+e– (usines de Higgs). La thèse intègre les nouveaux algorithmes aux études de performance pour des canaux physiques clés dans le domaine de la physique de Higgs et des mesures de précision électrofaible. Ainsi, la compréhension de la précision de synchronisation requise dans les systèmes de calorimètres pour les collisionneurs éclairera sur les R&D à effectuer dans ce domaine.

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 des cinq UMR situées sur le campus universitaire d'Orsay : le Centre de sciences nucléaires et de sciences de la matière (CSNSM), le laboratoire d'Imagerie et modélisation en neurobiologie et cancérologie (IMNC), l'Institut de physique nucléaire d'Orsay (IPNO), le Laboratoire de l'accélérateur linéaire (LAL) et le Laboratoire de physique théorique (LPT).
Les thèmes de recherche du laboratoire 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. Ces forces techniques représentent un atout de premier plan pour la conception, le développement et l'utilisation des instruments nécessaires (accélérateurs et détecteurs). La présence des infrastructures de recherche et des plateformes technologiques rassemblées sur le site du laboratoire constitue également un atout majeur. Enfin, environ 90 ITA des services administratifs et support travaillent aux côtés des scientifiques et ingénieurs. IJCLab est associé à l’Ecole Doctorale PHENIICS (ED N° 576) d'Ile-de-France. Les thématiques sont centrées sur la physique subatomique; sa particularité est de fédérer des étudiants allant de la physique appliquée à la physique fondamentale dans ce domaine.
La thèse sera effectuée dans groupe ILC, membre du pôle de la physique des hautes énergies d’IJCLab. The group est impliqué et mène la R&D sur des calorimètres hautement granulaire et des études de physique pour un futur collisionneur e+e-. Le groupe est composé de trois directeurs de recherche et un postdoc. Le projet bénéficiera de l’expertise d’un membre du groupe ATLAS d’IJCLab ainsi que du soutien du service informatique d’IJCLab. Nous avons plein accès aux plateformes techniques et centres de calcul du CNRS/IN2P3 et de l’Université Paris-Saclay.
IJCLAB fonde sa politique de recrutement sur la promotion de l'égalité, de la diversité et de l'inclusion. Valeurs essentielles, elles permettent le développement professionnel des agents, véritables acteurs d'une réussite collective, mais également le développement du laboratoire lui-même.


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

La thèse sera rattachée à l’école doctorale de PHENIICS (Particules hadrons énergie et noyau : instrumentation, image, cosmos et simulation). La thèse fait partie du projet franco-allemand CALO5D. C’est pourquoi des déplacements en Allemagne sont à prévoir.
La nature internationale de la discipline impliquera des missions aux grands centres de recherche comme DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron - Allemagne), SLAC (National Accelerator Laboratory - Etats-Unis), CERN (laboratoire européen pour la physique des particules- Suisse ) ou KEK (Organisation de recherche sur les accélérateurs de haute énergie - Japon).