Thèse en Physique Nucléaire

Informations générales

Intitulé de l'offre : Thèse en Physique Nucléaire (H/F)
Référence : UMR5797-JERBAU-073
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : GRADIGNAN
Date de publication : jeudi 16 mai 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € bruts mensuel
Section(s) CN : Interactions, particules, noyaux du laboratoire au cosmos

Description du sujet de thèse

L'expérience WISArD (Weak Interaction Studies with 32Ar Decay), installée dans le hall expérimental ISOLDE au CERN, teste l'existence de physique au-delà du Modèle Standard dans le secteur de l'interaction faible à l'aide de la décroissance beta nucléaire. Les succès du Modèle Standard de la physique des particules sont en effet spectaculaires, mais de grandes questions restent encore ouvertes, comme l'apparente existence de matière noire dans l'Univers, l'asymétrie matière-antimatière ou l'origine de la violation de CP. De nombreux programmes de recherche cherchent à mettre en évidence l'existence de physique au-delà du Modèle Standard. Cet effort est mené à ultra-haute énergie auprès du LHC pour découvrir directement de nouvelles particules par exemple, mais également à la frontière de l'ultra-haute précision pour mettre en évidence des déviations par rapport aux prédictions du Modèle Standard. L'expérience WISArD appartient à cette deuxième catégorie. Elle utilise la décroissance beta nucléaire, conséquence de la transformation d'un quark u en quark d au sein des nucléons par échange d'un boson W±, pour tester la théorie dite "V-A" du Modèle Standard de l'interaction faible.
Le dispositif expérimental de l'expérience WISArD a été initialement développé pour effectuer la mesure du coefficient de corrélation angulaire entre la particule beta et le neutrino émis dans la décroissance β+ de 32Ar. Ce dispositif permet également des mesures d'ultra-haute précision de la forme du spectre β ("beta shape"). Ces mesures, quand elles atteignent un niveau de précision de 0.1%, permettent de contraindre la contribution de courants dits exotiques dans l'interaction faible ainsi que les corrections à apporter à la forme du spectre liées aux effets de l'interaction forte (weak magnetism). Atteindre ce niveau de précision est un réel défi car l'ensemble des effets systématiques doivent être maîtrisés à ce niveau ou mieux. Une première mesure a eu lieu en 2020 avec 114In et a permis d'extraire la valeur du terme de correction de weak magnetism pour la première fois dans le domaine en masse des produits de fission. Cette mesure corrobore les valeurs connues jusqu'alors jusqu'à la masse A=77.
L’objectif du travail de thèse proposé est de participer à la prochaine campagne de mesure de type beta shape menée avec le dispositif expérimental WISArD et à son analyse, afin d'extraire de nouvelles contraintes sur la contribution de courants exotiques à l’interaction faible. Un programme expérimental de mesures est en cours, en collaboration avec l'Université KU Leuven et ISOLDE, pour obtenir de nouvelles données avec 114In, 32P et 22Na.

Contexte de travail

La thèse se déroulera au sein du groupe NEX (Noyaux Exotiques) du LP2iB (Laboratoire de Physique des deux Infinis de Bordeaux), qui est une unité mixte de recherche composée de personnel du CNRS (Centre National de Recherche Scientifique) et de l'Université de Bordeaux. Pour plus d’information voir : /
L’expérience WISArD est une collaboration entre plusieurs pays et plusieurs instituts. La personne recrutée sera donc amenée à interagir avec des membres de la collaboration, lors des périodes de préparation de l’expérience, de prises de données et des réunions. Elle sera également amenée à passer des séjours prolongés, de plusieurs jours à plusieurs semaines, au CERN pour travailler sur l’installation WISArD.
Le travail de thèse se répartira entre des phases expérimentales, pour la caractérisation du dispositif expérimental et les prises de données beta shape, d'analyse de données et de simulations, indispensables pour extraire les paramètres sensibles à la Nouvelle Physique.

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

Le candidat devra posséder un diplôme de M2 ou équivalent en physique subatomique. Un goût fort pour la physique expérimentale et la simulation sont indispensables, une première expérience avec les outils d’analyse et de calcul ROOT et GEANT4 sera appréciée. Un niveau d’anglais B2 ou supérieur sera également un plus.