Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers

La protonthérapie permet un contraste de dose élevé entre la tumeur et les tissus sains. Pourtant, les incertitudes sur les doses planifiées et mesurées pour les champs de moins de 3 × 3 cm² ne permettent pas un traitement optimal des petites tumeurs. Pour lever cette limitation, un système de contrôle dosimétrique à 3 dimensions a été développé. L’objectif de cette thèse sera d’accroitre les performances de ce système grâce à une nouvelle méthode de reconstruction des cartes de dose.

La synthèse des noyaux superlourds est un objectif majeur de la Physique Nucléaire moderne qui dépend de leur identification en masse et en charge. Les instruments S3 et SIRIUS installés au GANIL-SPIRAL2 permettent de séparer les isotopes superlourds et vont être équipés de détecteurs de rayons-X pour l’indentification en Z. La doctorante ou le doctorant développera des détecteurs de rayons-X pour SIRIUS et les utilisera pour étudier les noyaux superlourds. Elle ou il travaillera au GANIL et dans des laboratoires internationaux comme ANL ou le FLNR-JINR.

La fission nucléaire est un phénomène complexe au cours duquel un noyau lourd se déforme jusqu'à ce qu'il se scinde en deux noyaux plus légers. Au GANIL, la combinaison unique du spectromètre VAMOS, du nouveau multi détecteur PISTA, permet une mesure directe et complète des rendements de fragments de fission. Ces mesures mettent en évidence les mécanismes qui régissent la fission et fournissent des données pertinentes pour les réacteurs nucléaires de nouvelle génération. Ce sujet de thèse consiste en l’étude des modes de fission à proximité de l’238U et du 208Pb avec VAMOS et PISTA

SPIRAL2 est un accélérateur linéaire d’ions lourds délivrant des faisceaux d’ions lourds des plus intenses au monde. Son cœur, un accélérateur linéaire supraconducteur (LINAC), est constitué de cavités résonnantes refroidies à -269ºC. L’opération de SPIRAL2 pose des défis complexes dont certaines ne dépendent pas uniquement du faisceau mais aussi d’utilités comme la cryogénie et la radiofréquence. En 2009, une collaboration entre le GANIL et le CEA a permis de construire un modèle thermodynamique du LINAC SPIRAL2 conduisant un contrôle optimisé à base de modèle et ouvrant la voie à l’utilisation d’observateurs virtuels pour le diagnostic avancé. Cependant, dans un LINAC tel que SPIRAL2, les dynamiques des systèmes cryogénique et radiofréquence sont couplées. Ceci conduit inexorablement vers la prochaine étape : le développement du pendant radiofréquence du modèle thermodynamique du LINAC. L’autre objectif de la thèse est l’exploitation des données accélérateur pour le développement de méthodes avancées de détection de défauts. Ces méthodes s’appuieront sur des algorithmes d’apprentissage intelligent adaptés.

Le projet MORA recherche des signes de violation de CP dans la désintégration ’ d’ions piégés polarisés. Il combine des techniques de pointe afin d’atteindre une sensibilité jamais atteinte pour la mesure de la corrélation D (<10-4). Cette corrélation est sensible à une Nouvelle Physique qui pourrait expliquer l’asymétrie matière antimatière observée dans l’univers. La thèse consiste en l’analyse des premières expériences à Jyväskylä, en Finlande.

Le projet de thèse consiste en l’analyse des données de la première expérience du projet New JEDI, qui aura lieu début 2022 sur Orsay. Il vise à apporter une explication alternative au fonctionnement de l’Univers : vérifier l’existence d’une interaction supplémentaire entre la matière ordinaire et des particules hypothétiques constitutives des secteurs noirs de l’Univers. La particule permettant cette interaction est appelée Dark Boson. L’expérience permettra concrètement de vérifier l’existence ou non d’un boson de quelques MeV de masse et de le caractériser le cas échéant.

Les noyaux faiblement liés ou résonnants jouent un rôle important dans divers processus stellaires de nucléosynthèse. La compréhension globale de ces noyaux nécessite une description correcte du continuum multiparticulaire. Il est proposé d'étudier des réactions complexes d'intérêt astrophysique et des résonances étroites proches du seuil qui jouent un rôle crucial dans la nucléosynthèse d'éléments plus lourds, en utilisant le modèle Gamow Shell dans la représentation des canaux couplés.

La fission des actinides est un processus complexe déterminé par la structure et la dynamique nucléaires.

Expérimentalement, l’identification complète des fragments de fission est un défi à relever. Le spectromètre FALSTAFF offre cette opportunité.

Le sujet de thèse concerne l’étude de la fission des actinides en cinématique inverse auprès des spectromètres FALSTAFF et VAMOS++. Son objectif est la caractérisation de FALSTAFF, la détermination des rendements isotopiques des fragments de fission et de la configuration au point de scission.