3 sujets /DPhN/LEARN

Dernière mise à jour : 25-02-2020


• Physique des particules

• Physique nucléaire

 

Vers des mesures de précision des oscillations des neutrinos dans les futures expériences à longues bases de vol

SL-DRF-20-0424

Domaine de recherche : Physique des particules
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique Nucléaire (DPhN)

Laboratoire etudes et applications des reactions nucleaires (LEARN) (LEARN)

Saclay

Contact :

Alain LETOURNEAU

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2020

Contact :

Alain LETOURNEAU
CEA - DRF/IRFU/DPhN/LEARN

33 (0)1 69 08 76 01

Directeur de thèse :

Alain LETOURNEAU
CEA - DRF/IRFU/DPhN/LEARN

33 (0)1 69 08 76 01

Le neutrino est, à l’heure actuelle, la seule particule du modèle standard dont la description ne soit pas entièrement contenue dans celui-ci. Son étude ouvre donc la voie à l’exploration d’une nouvelle physique et à adresser des questions très fondamentales comme la prépondérance de la matière sur l’antimatière dans l’univers. Les futures expériences de neutrinos produits par accélérateur (DUNE et T2HK) vont mesurer ses propriétés d’oscillation avec une précision sans précédent, ce qui nécessitera une grande maîtrise des incertitudes au niveau du pourcent.

Une des incertitudes dominantes aujourd’hui est celle associée à la modélisation de l’interaction des neutrinos dans le détecteur. Une diminution de celle-ci impliquerait immédiatement un accroissement de la sensibilité de ces expériences.

Dans ce travail de thèse, nous proposons d’améliorer la description de l’interaction neutrino-noyau, notamment la modélisation de l’état final de l’interaction, et d’évaluer son impact sur la sensibilité des expériences actuelles et futures. Le travail s’appuiera sur l’utilisation et le développement d’un code de cascade nucléaire couplé à des résultats de mesures. Les résultats, couplés à une amélioration du détecteur proche, pourront être utilisés dans l'expérience T2K en cours pour améliorer la mesure des oscillations des neutrinos. Ce travail servira également à définir les caractéristiques d’un détecteur proche pour DUNE dont certains composants seront testés et validés à l’IRFU.
Antimatière, hypernoyaux : utilité de connaître l’interaction antiproton-noyau

SL-DRF-20-0229

Domaine de recherche : Physique nucléaire
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique Nucléaire (DPhN)

Laboratoire etudes et applications des reactions nucleaires (LEARN) (LEARN)

Saclay

Contact :

Jean-Christophe DAVID

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2020

Contact :

Jean-Christophe DAVID
CEA - DRF/IRFU/DPhN/LEARN

0169087277

Directeur de thèse :

Jean-Christophe DAVID
CEA - DRF/IRFU/DPhN/LEARN

0169087277

Labo : http://irfu.cea.fr/dphn/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_visu.php?id_ast=2105

Les réactions antiproton-noyau ont lieu aussi bien à l’arrêt qu’en vol. Les réactions à l’arrêt ou quasiment (~100 eV - 1 keV) sont notamment utilisés à l’Antiproton Decelerator (AD) au Cern par différentes expériences (GBAR, ASACUSA, AEgIS, ALPHA, ATRAP). À FAIR, le projet PANDA (antiProton ANnihilation at DArmstadt) vise, entre autre, l’étude des hypernoyaux avec des réactions en vol (~GeV). Dans les deux cas des simulations fiables des réactions sont nécessaires pour une bonne analyse des résultats. C’est sur ce point que nous proposons d’apporter notre pierre.



Le code de calcul INCL (IntraNuclear Cascade Liège) développé au CEA (Irfu/DPhN) traite les réactions hadron-noyau pour des énergies allant jusqu’à 20 GeV. Reconnu pour sa fiabilité, il a récemment été étendu à la production de particules étranges et d’hypernoyaux (avec l’aide du code de désexcitation ABLA), et est utilisable aussi au sein du code de transport Geant4. L’extension aux réactions antiproton-noyau permettra donc de participer aux études sur les hypernoyaux de PANDA, avec une première étape de tests sur des données déjà disponibles (obtenues au LEAR), ainsi qu’aux expériences de l’Antiproton Decelerator où l’on étudie le comportement des atomes anti-hydrogène.



De plus, INCL est capable de traiter les réactions noyau-noyau lorsque l’un des noyaux est léger (A <= 18). Ceci pourrait aussi être utilisé pour traiter par extension les réactions avec des anti-deutons et anti-héliums. L’expérience GAPS (General AntiParticle Spectrometer) vise justement à mesurer les flux de ces particules dans le rayonnement cosmique. Des simulations sont évidemment nécessaires dans ce cas et INCL pourrait ainsi y contribuer.

Le processus de fission nucléaire à la lumière des rayons gamma prompts

SL-DRF-20-0339

Domaine de recherche : Physique nucléaire
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique Nucléaire (DPhN)

Laboratoire etudes et applications des reactions nucleaires (LEARN) (LEARN)

Saclay

Contact :

Thomas MATERNA

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2020

Contact :

Thomas MATERNA
CEA - DRF/IRFU/DPhN/LEARN

0169084091

Directeur de thèse :

Thomas MATERNA
CEA - DRF/IRFU/DPhN/LEARN

0169084091

Page perso : https://www.researchgate.net/profile/Thomas_Materna

Labo : http://irfu.cea.fr/dphn/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_groupe.php?id_groupe=498

Bien que connue depuis plus de 80 ans, la fission nucléaire reste une thématique de recherche très active à la fois pour son aspect fondamental d’étude de la matière nucléaire que pour ses applications, dont l’énergie nucléaire.

Les rayons gamma prompts de fission permettent de sonder la structure et les propriétés des fragments émis durant le processus de fission. Leur utilisation offre dès lors un nouvel éclairage pour l’étude de ce processus. Elle permet notamment d’explorer des effets encore peu étudiés expérimentalement comme l’influence de la forme des fragments sur le processus de fission ou encore le partage de l’énergie d’excitation entre les fragments. D’autre part, la mesure des rayons gammas prompt de fission fournit également des données exploitables pour la simulation de l’échauffement gamma dans les réacteurs nucléaires.

Le travail de thèse consistera dans l’analyse des données d’un nouveau spectromètre gamma, FIPPS, installé auprès du réacteur de recherche de Grenoble. Ce spectromètre est composé d’un ensemble de détecteurs Germanium disposés autour d’une cible fissile placée dans un flux intense de neutrons thermiques. L’exploitation des résultats expérimentaux permettra à l’étudiant(e) de tester des modèles récents du processus de fission et de désexcitation des fragments.

 

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