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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-18-0234

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

Mesure de la violation de la symétrie Charge-Parité dans les oscillations des neutrinos

RÉSUMÉ DU SUJET

La découverte de l'oscillation de neutrinos (Prix Nobel de Physique 2015, prix Breakthrough 2016) a démontré que les neutrinos ont une masse et cela n’est pas expliqué dans le cadre du Modèle Standard de la physique des particules. L'étude des neutrinos est donc un secteur très prometteur pour découvrir de nouveaux phénomènes.

L’expérience T2K (Tokai to Kamioka), située au Japon, étudie les oscillations des neutrinos avec un faisceau de neutrinos produits par l'accélératuer de JPARC. La collaboration T2K mesure l'oscillation en comparant la saveur des neutrinos produits tout près de l’accélérateur, mesurés avec le détecteur proche (ND280), et la saveur des neutrinos après un voyage de 295 km, mesurés avec le détecteur lointain (Super-Kamiokande) placé sur la côte opposée du Japon. Les équipes de l'IRFU ont fortement contribué à la construction du détecteur proche, dont le dispositif principal est un ensemble de trois grandes chambres à projection temporelle basées sur la technologie Micromegas. La comparaison entre l'oscillation des neutrinos et celle des antineutrinos permets de mesurer un paramètre encore inconnu : la phase qui paramétrise la violation de la symétrie charge-parité (CP). Cette violation pourrait jouer un rôle fondamental dans l'explication de l'asymétrie matière-antimatière dans l’Univers. La mesure par T2K à l'été 2017 permets d'exclure la conservation de CP avec un niveau de confiance de 95 %. La prise de données par T2K continue et pourrait permettre dans les années à venir des avancées significatives, avec une nouvelle phase à haute puissance entre 2021 et 2025 (T2K-2).

L’étudiant travaillera sur l'analyse d'oscillation avec les données actuelles de T2K et préparera les analyses plus précises des prochaines années y compris pour T2K-2. L’étudiant collaborera donc à la première mesure d'un des plus importants paramètres dans la physique des particules. Le travail se déroulera dans le cadre de la collaboration internationale T2K mais les résultats auront un impact aussi sur d'autres expériences en cours (NOVA) et prévues (DUNE, HyperKamiokande) dans les prochaines décennies.

Le travail aura pour but de réduire les incertitudes systématiques, en particulier celles liées à la modélisation de l'interaction neutrino-noyau grâce à l'excellente expérience du groupe dans ce domaine en collaboration avec d'autres physiciens de l'IRFU, spécialistes du sujet. Le candidat travaillera aussi à l'optimisation de l'analyse d'oscillation afin de minimiser l'impact de ces incertitudes, par exemple en utilisant dans l'analyse de nouvelles variables liées à la cinématique des hadrons produits dans l'interaction (pions et nucléons).

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Physique des particules et connaissance de C++

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'univers
Service de Physique des Particules
Groupe Neutrinos-accélérateurs
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2018
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Sara Bolognesi  

CEA
DRF/IRFU/SPP/TK2
IRFU/SPP (bat141, p149b)
Centre CEA de Saclay (Essonne)
Gif-sur-Yvette
91191 cedex

Téléphone : +33 1 69 08 14 61

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
PHENIICS
DIRECTEUR DE THÈSE

Marco ZITO

CEA
DRF/IRFU/SPP/TK2
Irfu/SPP
Bat 141
CEA/Saclay