Doctorant en Science des Astroparticules et Cosmologie H/F

Description du Poste

Sujet De Thèse

La nature de la matière noire, composante dominante de l’Univers, demeure l’une des grandes énigmes de la physique contemporaine. L’absence de détection de particules massives sensibles à l'interaction faible (WIMPs) a conduit à explorer des candidats alternatifs, notamment ceux issus de secteurs cachés, susceptibles de produire des dépôts d’énergie extrêmement faibles, jusqu’à l’échelle de l’électron unique.

Le projet doctoral s’inscrit dans l’expérience DAMIC-M, en cours d’installation au Laboratoire Souterrain de Modane. Celle-ci utilise des capteurs CCD à lecture « skipper », capables de détecter un seul électron avec une résolution inédite, ouvrant une nouvelle fenêtre d’exploration pour la matière noire légère.

Le projet s’articule autour de trois axes. Premièrement, la mise en service du détecteur DAMIC-M, incluant la validation de ses performances (bruit, résolution en charge, stabilité) et l’optimisation des conditions de très bas bruit de fond. Cette phase constitue une formation complète en physique expérimentale.

Deuxièmement, la recherche directe de matière noire à très basse énergie. Les données, sous forme d’images pixelisées, permettent d’analyser finement la topologie des dépôts d’énergie dans le silicium. Des méthodes innovantes d’analyse seront développées (reconstruction d'agglomérats, discrimination signal/bruit) afin d’exploiter pleinement la sensibilité à l’électron unique et d’améliorer de deux ordres de grandeur les sensibilités actuelles.

Troisièmement, l’interprétation globale des contraintes expérimentales sur la matière noire légère. Le projet visera à unifier les résultats issus de la détection directe, des accélérateurs et des observations indirectes, en les traduisant dans un cadre commun dépendant des mécanismes de production cosmologique. Cette approche, plus théorique, permettra de mieux contraindre l’espace des paramètres et d’orienter les futures recherches.
Références bibliographiques :
• Arnquist, et al. (DAMIC-M Collaboration), “The DAMIC-M Low Background Chamber”, JINST 19 (2024) 11, T11010
• I. Arnquist, et al. (DAMIC-M Collaboration), “Search for Daily Modulation of MeV Dark Matter Signals with DAMIC-M”, Phys.Rev.Lett. 132 (2024) 10, 101006
• I. Arnquist, et al. (DAMIC-M Collaboration), “First Constraints from DAMIC-M on Sub-GeV Dark-Matter Particles Interacting with Electrons”, Phys.Rev.Lett. 132 (2024) 10, 101006
• K. Aggarwal et al. (DAMIC-M Collaboration), “Probing Benchmark Models of Hidden-Sector Dark Matter with DAMIC-M”, Phys.Rev.Lett. 135 (2025) 7, 071002

Votre Environnement de Travail

Le laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab) est un laboratoire de physique des deux infinis sous tutelle du CNRS, de l'université Paris-Saclay et de l'université de Paris.

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 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, nos services administratifs et support travaillent aux côtés des scientifiques et ingénieurs.
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.

Contraintes et risques

La thèse sera rattachée à l’école doctorale Particules Hadrons Énergie et Noyau : Instrumentation, Image, Cosmos et Simulation (PHENIICS).
Des déplacements à Modane et à Chicago seront à prévoir pour des missions pouvant s’étaler sur un mois.

Compétences attendues :
• Formation en physique des particules, nucléaire ou astroparticules
• Appétence pour l'analyse de données et les statistiques
• Appétence pour la programmation scientifique (Python, C++ ou équivalent)
• Intérêt pour la physique expérimentale
• Intérêt pour la physique des particules et l'astrophysique
• Capacité à travailler en collaboration internationale
• Bonne maîtrise de l’anglais
Déposer lettre de motivation et CV sans aucune rupture de date faisant apparaître les diplômes.
Demande de joindre des lettres de recommandation, noms et coordonnées le cas échéant des anciens encadrants/enseignants etc..
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.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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