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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-19-0952

DOMAINE DE RECHERCHE
Physique nucléaire / Physique corpusculaire et cosmos
INTITULÉ DU SUJET Français English

Conception et optimisation de trajectographe gazeux à micromotif pour un futur collisionneur Electron-Ion.

RÉSUMÉ DU SUJET

L’avenir de la physique hadronique passe par le futur collisionneur ions-électrons (EIC) aux Etats-Unis. Un demi-siècle de recherche a prouvé que les nucléons, protons et neutrons, sont eux-mêmes composés de constituants plus basiques appelés quarks. Ces quarks sont liés ensemble par l'échange de gluons, et leur étude a conduit au développement de la théorie fondamentale de l'interaction forte connu sous le nom de Chromo-Dynamique Quantique (QCD). L’EIC a pour mission d’approfondir la connaissance de ces interactions fondamentales ainsi que de l’émergence des nucléons et noyaux à partir de ses constituants.

Dans le cadre de l’EIC, les travaux de recherche sur les détecteurs ont déjà commencé notamment avec partenariat entre l’IRFU et le Laboratoire Nationale de Brookhaven (BNL) financé par le Département à l’énergie (DOE). En particulier ce programme de recherche porte sur le design et l’amélioration des trajectographes gazeux à micro-motif (MPGD). Alors que l’utilisation de cette technologie se généralise dans le milieu de la physique fondamentale comme auprès des grandes expériences du LHC, il est encore possible de significativement améliorer les performances de ces détecteurs. Grace à notre expertise sur les MPGDs au CEA Saclay, en combinaison avec l’idée d’une forme innovante de segmentation (dites en « Zigzag ») venant de nos partenaires américains, et l’utilisation originale de la découpe laser pour obtenir une précision de gravure exceptionnelle ; nous avons déjà obtenue une amélioration de la résolution spatiale de ces détecteurs d’un facteur deux.

Dans la cadre de la thèse proposée, le candidat retenu devra : (a) participer aux tests en faisceau de proton au Fermilab des prototypes actuels (b) conduire l’analyse des données récoltées et étudier des performances de ces détecteurs (c) en partant des conclusions de ces premiers, participer au design de la deuxième génération de détecteur 1D puis 2D qui seront à leur tour tester en faisceau (d) Simuler, dessiner, assembler, tester, un prototype 2D taille réel et son installation éventuelle dans l’expérience sPHENIX du RHIC. (e) Étudier les performances du détecteur en condition de prise de données réelle.

Ce sujet de thèse en instrumentation couvre toutes les étapes de la vie d’un système de détection moderne : de la conception à l’installation dans une expérience de physique.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Master 2 en physique/instrumentation

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'univers
Département d'Electronique, des Détecteurs et d'Informatique pour la physique
DÉtecteurs: PHYsique et Simulation
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/09/2019
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Maxence Vandenbroucke  

CEA
DRF/IRFU/DEDIP
CEA Saclay,
Bat 534 p109

Téléphone : +33 1 69 08 22 83

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
PHENIICS
DIRECTEUR DE THÈSE

Franck SABATIE

CEA
DRF/IRFU/SPhN
IRFU/Service de Physique Nucléaire
CEA, Centre de Saclay
F-91191 Gif-sur-Yvette