Diffraction X par laser de puissance dans le domaine de la matière dense et tiède

il y a 4 semaines


BruyèresleChâtel, France CEA Tech Temps plein

Description du poste

Domaine

Matériaux, physique du solide

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Diffraction X par laser de puissance dans le domaine de la matière dense et tiède

Sujet de stage

Les expériences de compression dynamique sur les grandes installations laser sont de plus en plus utilisées pour déterminer les propriétés des solides et des liquides de quelques GPa et centaines de Kelvin jusqu'à plusieurs TPa et milliers de Kelvin. Cependant, les échelles de temps caractéristiques de ces expériences, de l’ordre de la nanoseconde, ont longtemps été un frein au développement des mesures structurelles directes comme la diffraction X. Cette dernière technique s’avère pourtant très intéressante, car elle permet d’accéder directement aux changements de structure atomique dans les solides comprimés sans nécessiter de calculs complexes annexes. En particulier, ce diagnostic permet d’identifier la nature et la densité des phases solides ainsi que l’éventuel passage en phase liquide des matériaux d’intérêt, ou encore d’étudier la cinétique de leurs différentes transitions de phase.

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

Au cours des dernières années, le développement de sources X sub-nanoseconde sur les grandes installations laser, générées par l’interaction de lasers intenses avec des matériaux solides, a rendu possible le développement d’un tel diagnostic. En particulier, un diagnostic de diffraction X a été mis au point récemment sur l'installation LULI. Il offre désormais la possibilité d'étudier avec précision les transitions de phases de matériaux cristallins comprimés à l'aide d'un laser de puissance et soumis à de très hautes pressions, qui relèvent du domaine de la matière dense et tiède.
Lors des premières études, les changements de phase du fer très fortement choqué, matériau d'intérêt géophysique, ont été explorés afin d’acquérir des données importantes quant à la compréhension de la dynamique interne des planètes telluriques. En outre, les diagrammes de phase du bismuth, du nickel et du tantale ont été explorés avec une cinétique inédite offerte par ce type d’installation. L'objectif de ce stage sera d'analyser ces différentes données expérimentales afin d'encadrer la courbe de fusion du fer, du nickel et du tantale sous choc ainsi que de construire un nouveau diagramme de phases solides du bismuth, qui apparait très différent des diagrammes de phase connus.
Dans ce but, l'étudiant(e) sera amené(e) à utiliser et améliorer un outil numérique récemment développé en langage Python permettant de dépouiller les données de diffraction 3D, ainsi qu'à réaliser des simulations hydrodynamiques permettant de remonter aux conditions de pressions et de températures atteintes expérimentalement. Il(elle) pourra également participer activement à la réalisation d'une nouvelle campagne expérimentale de ce type qui aura lieu en mars sur l’installation LULI, afin de préparer au mieux le doctorat proposé à la suite de ce stage.
Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes.

Profil du candidat

Connaissances en optique expérimentale. Notions de physique du solide / physique des plasmas appréciées.
Python
Bac



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