Export RSS des offres - Only featured vacancies : Non / Profile : Physique corpusculaire et cosmos, Physique théorique

SL-DAM-24-0012 - Astrophysique de laboratoire relativiste

Wed, 11 Oct 2023 02:15:11 Z

Domaine : Physique corpusculaire et cosmos
Contrat : Thèse
Description du sujet de thèse :
La thèse proposée porte sur la modélisation numérique et théorique des plasmas ultra relativistes rencontrés dans certains objets astrophysiques, tels les sursauts gamma ou les nébuleuses de vent de pulsar, ainsi que dans de futures expériences d'interaction laser-plasma, faisceau-plasma ou gamma-plasma en régime extrême. Ces dernières pourront avoir lieu sur les installations laser multi-pétawatt actuellement en développement (par ex. le projet européen ELI) ou sur les accélérateurs de particules de nouvelle génération (par ex. l'installation américaine SLAC/FACET-II). Les plasmas considérés, qui se caractérisent par un fort couplage entre particules, rayonnements énergétiques et mécanismes d'électrodynamique quantique, seront simulés numériquement au moyen d'un code « particle-in-cell » (PIC) développé au CEA/DAM depuis plusieurs années. Outre les effets collectifs propres aux plasmas, ce code décrit certains processus de rayonnement gamma et de création de paires électron-positron. Le but de la thèse sera d'y inclure de nouveaux mécanismes d'interaction photon-particule et photon-photon, puis d'examiner en détail leur impact dans diverses configurations expérimentales et astrophysiques.

Astrophysique de laboratoire relativiste

SL-DES-24-0009 - Utilisation de méthodes bayésiennes pour la localisation de matière nucléaire en milieu hétérogène par i

Wed, 11 Oct 2023 02:15:11 Z

Domaine : Physique corpusculaire et cosmos
Contrat : Thèse
Description du sujet de thèse :
La caractérisation des déchets radioactifs issus de l’industrie nucléaire est essentielle pour garantir leur gestion durable, dans le respect de la réglementation française. Le CEA développe des méthodes utilisant la mesure de rayonnements ionisants pour vérifier le contenu des colis de déchets. L’interrogation photonique active (IPA) est une technique non destructive bien adaptée aux déchets compactés de gros volume, pour lesquels les autres techniques sont mises en défaut. On utilise un faisceau interrogateur de photons de haute énergie capables de faire fissionner la matière nucléaire afin d’en estimer la quantité. L’enjeu actuel est de progresser sur la localisation rapide de la matière au sein du colis, pour pouvoir ensuite appliquer des techniques de spectrométrie focalisées pour identifier les produits de fission. Il s’agit d’un problème inverse consistant à déterminer les caractéristiques d’une source de rayonnement (créée par photofission) à partir d’un ensemble limité de mesures. L’objectif est de développer un formalisme bayésien pour traiter ce problème de localisation dans des cas réalistes en prenant en compte les incertitudes liées aux données nucléaires, au flux interrogateur, aux mesures elles-mêmes et aux caractéristiques du déchet (densité, composition). On étudiera des cas de complexité croissante : milieu homogène, puis hétérogène, introduction de la carte des densités du milieu en 3D obtenue par tomodensimétrie X et enfin présence de plusieurs sources. La validation expérimentale reposera sur les moyens expérimentaux du Laboratoire de Mesures Nucléaires (LMN) du CEA Cadarache où se déroulera la thèse, notamment la cellule d’irradiation CINPHONIE pourvue d’un LINAC à électrons de 15 MeV, des échantillons de matière nucléaire et des colis de déchets maquettes.

Utilisation de méthodes bayésiennes pour la localisation de matière nucléaire en milieu hétérogène par interrogation photonique active

SL-DRF-24-0102 - Imagerie avec des détecteurs Micromegas à lecture optique

Wed, 11 Oct 2023 02:15:11 Z

Domaine : Physique corpusculaire et cosmos
Contrat : Thèse
Description du sujet de thèse :
Des développements récents ont montré que le couplage d'un détecteur gazeux Micromegas sur un substrat en verre avec une anode transparente et une caméra CCD permet la lecture optique des détecteurs Micromegas avec une résolution spatiale impressionnante. Ce test montre que le détecteur Micromegas en verre est bien adapté à l'imagerie. Des tests ont été réalisé avec des photons de rayons X faibles permettant une imagerie résolue en énergie ouvrant la voie à différentes applications. Nous nous concentrerons ici, d'une part, sur l'imagerie neutronique pour l'examen non destructif d'objets fortement émetteurs de rayons gamma, tels que le combustible nucléaire fraîchement irradié ou les déchets radioactifs et, d'autre part, nous aimerions développer un imageur bêta au niveau cellulaire dans le domaine de l'étude des médicaments anticancéreux. Ces deux applications nécessitent des simulations pour optimiser les rendements lumineux, l'optimisation du mode de fonctionnement de la caméra et la conception des détecteurs compte tenu des contraintes spécifiques du démantèlement des réacteurs et des applications médicales : résolution spatiale et forte suppression des rayons gamma pour l'imagerie neutronique et mesures précises du taux et du spectre d'énergie pour le bêta. L'acquisition des images sera optimisée pour chaque cas et des algorithmes de traitement dédiés seront développés.

Imagerie avec des détecteurs Micromegas à lecture optique

SL-DRF-24-0046 - Alignement du spectrometre à muons et mesure de l'angle de mélange électrofaible au TeV

Wed, 11 Oct 2023 02:15:11 Z

Domaine : Physique corpusculaire et cosmos
Contrat : Thèse
Description du sujet de thèse :
Ce projet de thèse concerne la mesure précise de l'angle de mélange électrofaible avec expérience ATLAS, au LHC. L’évolution avec l’énergie de ce paramètre fondamental sera également testée. La mesure sera basée sur l'ensemble des données di-muon des runs 2 et 3 du LHC, et exploitera le spectromètre à muons comme instrument principal. La détermination de l'angle de mélange est basée sur la mesure de l’asymétrie avant-arrière des muons de désintégration du boson Z. Pour un contrôle précis des incertitudes systématiques, l'alignement interne du spectromètre doit être optimisé. Cet alignement constitue une part importante du projet. La performance de la New Small Wheel, nouveau détecteur à muons installé pour le run 3, devra également être comprise en détail. La mesure à proprement parler sera réalisée à l'issue de ces études préliminaires, et interprétation du résultat complétera la thèse.

Alignement du spectrometre à muons et mesure de l'angle de mélange électrofaible au TeV

SL-DES-24-0155 - Modélisation des sections efficaces nucléaires ab-initio combinant théorie de la matrice R et fonctions

Wed, 11 Oct 2023 02:15:11 Z

Domaine : Physique théorique
Contrat : Thèse
Description du sujet de thèse :
La physique nucléaire microscopique vise à modéliser les propriétés de structure et de réaction des noyaux atomiques en se plaçant à l’échelle des nucléons avec comme ingrédient de base l’interaction élémentaire entre nucléons. Parmi les approches microscopiques, les méthodes ab-initio s’appuient sur des interactions dérivées de manière systématique via une théorie effective de la Chromo-Dynamique Quantique et ajustées dans les systèmes légers. La description quantique de N corps en interaction est transcrite dans une fonction d’onde solution de l’équation de Schrödinger à N corps. Plusieurs stratégies ont été élaborées pour approcher une solution exacte. Parmi elles, la théorie des fonctions de Green auto-cohérente reformule le problème à N corps en substituant la fonction d’onde inconnue par des fonctions de Green. Un aspect intéressant de cette théorie est qu’elle fait intervenir un champ – systématiquement améliorable – pouvant décrire l’interaction « ressentie » par un nucléon approchant le noyau. Ce champ – la « self-energy » – utilisé dans le calcul de la structure d’un noyau isolé est donc utilisable pour traiter les réactions nucléaires impliquant ce noyau. Dans un premier temps, l’étudiant devra assimiler le formalisme et prendre en main les outils associés, notamment le code HFB sphérique sPAN donnant les contributions à l’ordre 1 dans le formalisme des fonctions de Green. Les diagrammes d’interaction correspondant à l’ordre supérieur devront ensuite être implémentés. Enfin la self-energy obtenue sera utilisée pour représenter des réactions nucléaires, notamment en s’appuyant sur la théorie de la matrice-R qui permet de décrire l’état d’un nucléon dans le continuum, c’est-à-dire non-lié au noyau. Cette approche permet de traiter à la fois les contributions directe et d’échange de l’interaction du nucléon avec le noyau.

Modélisation des sections efficaces nucléaires ab-initio combinant théorie de la matrice R et fonctions de Green auto-cohérentes

SL-DRF-24-0034 - Conception et réalisation d’un émittancemètre 4D pour la caractérisation de sources d’ions à très haute

Wed, 11 Oct 2023 02:15:11 Z

Domaine : Physique corpusculaire et cosmos
Contrat : Thèse
Description du sujet de thèse :
Les accélérateurs d’ions, dont protons, à très haute intensité (> 50 mA) trouvent de nombreuses applications dans divers champs de physique nucléaire ou de caractérisation des matériaux pour les applications médicales, nucléaires, etc. Le Département des Accélérateurs, de la Cryogénie et du Magnétisme (DACM) du CEA-Saclay est spécialiste de la conception et la réalisation de sources d’ions à très haute intensité. Avec l’augmentation de l’intensité, ces sources deviennent de plus en plus complexes. Ainsi la maitrise de la qualité du faisceau devient critique, afin de limiter le dépôt de puissance et l’activation des éléments de l’accélérateur. Afin d’être en mesure de mieux comprendre et décrire ce faisceau, il est nécessaire de déterminer son émittance 4D, c’est-à-dire, à la fois la forme géométrique du faisceau mais aussi sa trajectoire. L’appareil permettant de faire cette mesure est appelée émittancemètre 4D. Un tel dispositif basé sur un scintillateur a déjà été conçu et testé. Ce scintillateur convertit une partie du faisceau en une image, qui est ensuite captée par une caméra. Malheureusement, si cette technologie est fonctionnelle à haute énergie, elle ne convient pas en sortie de source, à faible énergie, car les couches de scintillation sont très rapidement endommagées par le flux d’ions. La méthode de lecture par charge proposée dans cette thèse est inédite et profite de la synergie entre la recherche sur les détecteurs de particule pour la physique des hautes énergies et celle sur les sources de protons. Ainsi a la place d’une lecture par caméra, l’idée est de mesurer, à partir d’un PCB (circuit imprimé) placé directement dans le faisceau, le courant apporté par les ions. Cette méthode apporte la possibilité de lire ce courant en plusieurs milliers de positions afin d'obtenir l’émittance 4D. Le système d’acquisition rapide permettra également d’observer la variation temporelle de l’émittance pendant les phases de démarrage et d’arrêt de la source. Ce dispositif sera utilisé en particulier pour l'analyse du faisceau produit par les sources ALISES développées par le laboratoire.

Conception et réalisation d’un émittancemètre 4D pour la caractérisation de sources d’ions à très haute intensité

SL-DES-24-0082 - Etude expérimentale des phénomènes physiques dans une chambre à fission

Wed, 11 Oct 2023 02:15:11 Z

Domaine : Physique corpusculaire et cosmos
Contrat : Thèse
Description du sujet de thèse :
Depuis une quinzaine d’années, le Laboratoire de Dosimétrie Capteur et Instrumentation (LDCI) du CEA/IRESNE Cadarache travaille sur l’optimisation et la fiabilisation des chambres à fission, des détecteurs neutroniques essentiels pour l’opération et la sureté des réacteurs électrogènes et pour la mise en œuvre d’expériences en réacteur de recherche, notamment le future Réacteur Jules Horowitz. Ces applications entraînent une demande accrue pour des détecteurs innovants, fiables et parfaitement maîtrisés, en particulier vis-à-vis de la correction des défaillances du détecteur et l’amélioration la précision des mesures via le développement de procédure de calibration. Pour être à même de répondre à ces besoins, le LDCI propose une thèse sur l’étude expérimentale des chambres à fission à l’aide d’une chambre, Corex. Ce dispositif modulaire, conçu lors d’une thèse précédente pour l’étude de la recombinaison colonnaire, présente l’avantage de pouvoir fonctionner sans réacteur, ce qui en simplifie l’accès et la manipulation. Le doctorant devra utiliser ce dispositif pour explorer de manière paramétrique les phénomènes physiques qui interviennent dans la construction du signal afin de mettre à jour et qualifier les modèles et outils de calcul correspondants. Ces outils permettront de poursuivre des études théoriques sur les modes de défaillance des chambres à fission ainsi que leur calibration en mode fluctuation et courant. A travers cette recherche, le doctorant développera des compétences en modélisation et mise en œuvre d’instrumentation nucléaire.

Etude expérimentale des phénomènes physiques dans une chambre à fission