STAGE Tomographie du nucléon : imager les gluons à l’intérieur du proton

Date de mise à jour de l’offre

Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) :

Le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche à caractère scientifique, technique et industriel (EPIC). Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans quatre domaines : la défense et la sécurité, les énergies bas carbone (nucléaire et renouvelables), la recherche technologique pour l'industrie et la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie). S'appuyant sur une capacité d'expertise reconnue, le CEA participe à la mise en place de projets de collaboration avec de nombreux partenaires académiques et industriels.

Description de la mission

Le projet de stage se concentre sur des simulations de diffusion d’électrons au collisionneur électron-ion, la prochaine grande installation mondiale de physique des hadrons, qui sera construite aux États-Unis. Les processus de diffusion d'électrons étudiés sont sensibles à la structure interne du proton.

La diffusion d'électrons de haute énergie sur un proton est l'une des techniques expérimentales les plus performantes dans l'étude de sa structure. Des expériences à l'accélérateur linéaire SLAC dans les années 1950 et 1960, utilisant un faisceau d'électrons et une cible fixe d'hydrogène, ont montré que le proton avait une extension spatiale et possédait des centres de diffusion ponctuels à l'intérieur, appelés partons. L’identification ultérieure de ces centres de diffusion comme quarks a conduit à la compréhension du proton comme un état lié de quarks, confinés par l'interaction forte via l'échange de gluons. La théorie de la chromodynamique quantique (QCD) décrit ces interactions, mais ses équations ne peuvent pas être résolues analytiquement pour calculer les propriétés du proton. Notre compréhension de la structure du proton repose donc fortement sur son étude expérimentale. Comprendre les distributions des quarks et des gluons à l'intérieur du proton permet de répondre à questions sur leur structure, et ainsi de mieux comprendre la matière qui constitue plus de 99% de la masse visible de l'univers. La région du proton dominée par les gluons été très peu explorée en diffusion d'électrons, mais un nouvel accélérateur pour l'étudier avec une précision inégalée sera bientôt construit au Brookhaven National Laboratory aux États-Unis : l'Electron-Ion Collider (EIC).

Le stage se déroulera au Laboratoire de Structure du Nucléon (LSN) de l'Institut de Recherche sur les Lois Fondamentales de l'Univers (IRFU). Il se concentrera sur l'étude des processus de diffusion sensibles aux distributions de partons dans un proton à l'EIC et sur l'optimisation des détecteurs. Plus précisément, il s'agira d'utiliser des programmes informatiques pour exécuter des simulations de processus de diffusion à l'EIC avec différentes configurations de détecteurs et d'analyser, à l'aide de techniques statistiques, les données produites dans une simulation d'expérience. Le projet offre au candidat l'opportunité de participer à la conception des détecteurs du nouveau collisionneur et de contribuer à l'évaluation de son potentiel physique.

Profil recherché

Une connaissance préalable de la relativité restreinte et de la mécanique quantique est requise. Une expérience préalable en programmation est un avantage, notamment en C++ ou Python. Ce stage s'adresse à des étudiants de niveau master ou Grande École d'Ingénieurs.

Niveau de qualification requis

Bac + 4/5 et +
  • Employeur
    Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
  • Secteur d’activité de la structure
    Enseignement - Formation - Recherche
  • Effectif de la structure
    Plus de 250 salariés
  • Site internet de la structure
    https://www.cea.fr
  • Type de stage ou contrat
    Stage pour lycéens et étudiants en formation initiale
  • Date prévisionnelle de démarrage
  • Durée du stage ou contrat
    Plus de 4 mois et jusqu'à 6 mois
  • Le stage est-il rémunéré ?
    Oui
  • Niveau de qualification requis

    Bac + 4/5 et +
  • Lieu du stage
    LSN - IRFU - DPhN - CEA Saclay Orme des merisiers, Bât. 703
    91191 SAINT AUBIN
  • Accès et transports
    Access par bus depuis stations Le Guichet et Massy-Palaiseau (sur RER B). Parking sur site.