Topic description
Le futur collisionneur Electron-Ion (EIC), qui sera construit au Brookhaven National Laboratory (NY, USA), est une installation de nouvelle génération conçue pour explorer la structure interne des protons et des noyaux avec une précision sans précédent. Il explorera comment les quarks et les gluons génèrent la masse, le spin et la structure de la matière visible, et étudiera l’augmentation de la densité de gluons à faible Bjorken-x. Pour atteindre ces ambitieux objectifs scientifiques, des détecteurs innovants sont en cours de développement, notamment le système Micromegas CyMBaL, un traceur gazeux destiné à la région centrale du premier appareil expérimental EIC, ePIC.
Ce projet de thèse combine une R&D expérimentale sur les détecteurs gazeux et des simulations physiques en couvrant les points suivants :
* Caractérisation des prototypes : construction et tests des détecteurs Micromegas à grande échelle ; mesure de l’efficacité, l’uniformité du gain et la résolution spatiale en laboratoire et en faisceau. Tests et validation des prototypes avec le nouvel ASIC SALSA, développé au CEA pour les détecteurs gazeux de l’expérience ePIC.
* Simulations du détecteur : intégrer la géométrie CyMBaL dans le framework de l’EIC et évaluer l’efficacité globale de trajectographie afin de s'assurer que les exigences de performances du détecteur sont respectées.
* Simulations de physiques : simuler des processus clés sensibles à la saturation des gluons (par ex. corrélations di-hadrons dans l’état final) afin de mieux comprendre la QCD à faible-x et d’évaluer l’impact des performances du détecteur sur la sensibilité de ces observables.
Le doctorant aura l’opportunité de participer au développement de détecteurs gazeux de pointe et de travailler au sein d’une communauté internationale de physiciens hadroniques sur des sujets à la frontière du domaine, avec des déplacements au Brookhaven National Laboratory (NY, USA) et des campagnes de tests en faisceau auprès d'accélérateurs.
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The future Electron-Ion Collider (EIC), to be constructed at Brookhaven National Laboratory (NY, USA) is a next-generation facility designed to explore the inner structure of protons and nuclei with unprecedented precision. It will explore how quarks and gluons generate the mass, spin, and structure of visible matter, and study the increase of gluon density at small Bjorken-x. To meet its ambitious physics goals, innovative detectors are being developed — including the Micromegas CyMBaL system, a gaseous tracker for the central region of the first EIC experimental apparatus ePIC.
This PhD project combines experimental detector R&D and physics simulations:
* Prototype characterization: build and test full-scale Micromegas detectors; measure efficiency, gain uniformity, and spatial resolution in laboratory and beam environments. Test and validate the prototypes with the new ASIC SALSA developed at CEA for gasesous detectors at ePIC.
* Detector simulations: integrate the CyMBaL geometry into the EIC framework and assess global tracking and performance requirements.
* Physics studies: simulate key processes sensitive to gluon saturation (e.g. final-state di-hadron correlations) to understand QCD at small-x and evaluate how detector performance influences physics sensitivity.
The PhD student will have opportunities to participate in the development of state-of-the-art gaseous detectors and to work within an international community of hadronic physicists on topics at the forefront of the field, with trips to Brookhaven National Laboratory (NY, USA) and opportunities for test-beam campaigns at accelerator facilities.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service : Service de Physique Nucléaire
Laboratoire : Laboratoire structure du nucléon (LSN)
Date de début souhaitée : 01-10-
Ecole doctorale : PHENIICS (PHENIICS)
Directeur de thèse : NEYRET Damien
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRFU/DPhN/LSN
Funding category
Public/private mixed funding
Funding further details
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