Doctorant en physique (h/f)

Informations générales

Intitulé de l'offre : Doctorant en Physique (H/F)
Référence : UMR9012-MARLOU-062
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : ORSAY
Date de publication : lundi 29 septembre 2025
Type de contrat : CDD Doctorant
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 10 novembre 2025
Quotité de travail : Complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2200,00 € mensuel
Section(s) CN : 01 - Interactions, particules, noyaux du laboratoire au cosmos

Description du sujet de thèse

Les mesures de précision des désintégrations des hadrons B constituent des tests puissants du modèle standard et peuvent contribuer à éclairer certaines des grandes questions non-résolues en physique des particules, telles que l'asymétrie matière-antimatière dans l'univers et la nature des familles de fermions et de leur hiérarchie de masse.

En quête de réponses à ces questions, l'expérience LHCb a produit des mesures de premier plan sur les désintégrations rares et la violation de $CP$ dans le secteur des quarks lourds au cours de ses deux premiers cycles d'exploitation. Un ensemble de décroissances particulièrement intéressant concerne les désintégrations $B_{(s)}\to hh$, qui peuvent fournir des sondes puissantes pour étudier la QCD, mais aussi la recherche de nouvelles physiques. Les mesures récentes de ces désintégrations à partir de la première période de collecte de données de LHCb et Belle montrent des signes de déviation par rapport à la symétrie SU(3) de saveur prédite par le Modèle Standard dans les interactions fortes. Comprendre l'origine de ces déviations nécessite l'analyse de données supplémentaires, que LHCb est en train de collecter. En effet, l'expérience a récemment mis à jour son système de déclenchement via un système de déclenchement entièrement basé sur le logiciel, afin de maximiser son efficacité pour les signaux d’intérêt. Les premières données de 2024 confirment l'augmentation impressionnante de l’efficacité du système de déclenchement pour les signatures de physique clés. Le candidat analysera le tout nouvel ensemble de données, en étudiant le canal de décroissance $B_{(s)}\to hh$ qui devrait particulièrement bénéficier du nouveau système de déclenchement.

La seconde partie du sujet de cette thèse concerne les études de sensibilité à la physique afin de définir les besoins en détecteurs pour les expériences au futur collisionneur circulaire FCC-ee. Ce projet de futur accélérateur au CERN qui pourrait succéder au LHC propose un tunnel de 90 km de long qui abrite un collisionneur $e^+e^-$ dont l'énergie du centre de masse s'étend du pôle $Z$ (91 GeV) à la production de paires de quarks top (365 GeV). La luminosité anticipée (quelques $10^{36}$ cm$^{-2}$.s$^{-1}$ au pôle du $Z$) permettra de produire plus de mille milliards de boson $Z$, quelques centaines de milions de bosons $W$ et plusieurs millions de bosons de Higgs et de quarks top dans un environnement expérimental peu bruité. Le fonctionnement au pôle $Z$ fournira environ $10^{13}$ de désintégrations du boson $Z$, ce qui produira en cascade des échantillons abondants de particules $b$, $c$ et $\tau$, justifiant la poursuite du programme de physique des saveurs et induisant des performances spécifiques de détecteurs. Parmi les canaux à étudier dans le cadre de cette thèse, les désintégrations de particules lourdes impliquant des pions neutres (utiles pour les études de la brisure de symétrie $CP$) imposeront probablement des exigences strictes à la résolution en énergie du calorimètre électromagnétique. Le mode canonique que nous aimerions explorer dans le cadre de ce doctorat est la désintégration $B^0 \to \pi^0 \pi^0$ avec une désintégration Dalitz consécutive $\pi^0 \to e^+e^- \gamma$ de l'un des deux pions de l'état final. La présence de la paire d'électrons dans l'état final permettra simultanément d'établir une reconstruction calorimétrique des électrons et de réaliser une étude de cette désintégration en fonction de son temps propre.

Contexte de travail

Cette thèse de doctorat se déroulera au sein d'un groupe de recherche, composé de des universités de Clermont et d'Orsay, qui entretiennent des collaborations de longue date.
Le laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie est un laboratoire de physique des deux infinis sous tutelle du CNRS, de l'université Paris-Saclay et de l'université de Paris, né en 2020 de la fusion des cinq UMR situées sur le campus universitaire d'Orsay : le Centre de sciences nucléaires et de sciences de la matière (CSNSM), le laboratoire d'Imagerie et modélisation en neurobiologie et cancérologie (IMNC), l'Institut de physique nucléaire d'Orsay (IPNO), le Laboratoire de l'accélérateur linéaire (LAL) et le Laboratoire de physique théorique (LPT).

Les thèmes de recherche du laboratoire sont la physique nucléaire, la physique des hautes énergies, les astroparticules et la cosmologie, la physique théorique, les accélérateurs et les détecteurs de particules ainsi que les recherches et développements techniques et applications associées pour l'énergie, la santé et l'environnement.

La structure dispose de capacités techniques très importantes (environ 280 ingénieurs et techniciens) dans tous les grands domaines requis pour concevoir, mettre au point et en œuvre les dispositifs expérimentaux nécessaires à son activité scientifique : mécanique, électronique, informatique, instrumentation, techniques d'accélération et des techniques de la biologie. Ces forces techniques représentent un atout de premier plan pour la conception, le développement et l'utilisation des instruments nécessaires (accélérateurs et détecteurs). La présence des infrastructures de recherche et des plateformes technologiques rassemblées sur le site du laboratoire constitue également un atout majeur. Enfin, environ 90 ITA des services administratifs et support travaillent aux côtés des scientifiques et ingénieurs.

IJCLAB fonde sa politique de recrutement sur la promotion de l'égalité, de la diversité et de l'inclusion. Valeurs essentielles, elles permettent le développement professionnel des agents, véritables acteurs d'une réussite collective, mais également le développement du laboratoire lui-même.

Contraintes et risques

Le candidat retenu passera un an et demi dans chaque université, avec des réunions régulières qui impliqueront les superviseurs à distance. Des séjours réguliers au CERN sont prévus au cours de ce programme de trois ans.