CDD Doctorant (H/F) Étude des propriétés de la QCD avec l’expérience ALICE au CERN-LHC

Sujet de thèse :
Construire un nouveau classificateur d'événements pour étudier les propriétés QCD de la matière hadronique avec l'expérience ALICE au CERN-LHC.

À des températures extrêmement élevées, la matière ordinaire subit une transition de phase vers un état dans lequel ses constituants élémentaires, les quarks et les gluons, peuvent se déplacer librement : le plasma de quarks et de gluons (QGP) [1]. On pense que l’Univers était constitué d’un QGP quelques microsecondes après le Big Bang. Se comportant comme un liquide parfait, le QGP présente des propriétés collectives. Il peut être créé lors de collisions noyau-noyau à haute énergie au LHC. Notre compréhension du comportement du QGP a été bouleversée en 2010 avec le démarrage du LHC. Jusqu’alors, le QGP était étudié en comparant les propriétés des particules dans des systèmes lourds et dans des systèmes plus légers où, a priori, le QGP n’est pas produit : proton-proton (pp) et proton-plomb (p–Pb). Ces systèmes légers, dans lesquels les densités d’énergie extrêmes requises ne devraient a priori pas être atteintes, étaient donc considérés comme des références. De manière surprenante, aux énergies du LHC, dans une petite fraction de ces collisions, le nombre de particules produites est similaire à celui observé dans les collisions noyau-noyau à plus basse énergie où le QGP est présent. Plus surprenant encore, des signatures emblématiques de la formation du QGP ont été observées [2]. Est-ce que le QGP peut se former dans de petits système et en corollaire, quels sont les mécanismes impliqués dans l'état initial de la collision qui crée une température et une énergie suffisamment élevées pour permettre sa formation ? Pour répondre à cette question, nous proposons de développer une nouvelle méthode de classification des interactions hadroniques, fondée sur une cartographie bidimensionnelle des particules chargées produites dans l’état final de la collision.

ALICE (A Large Ion Collider Experiment) est l’une des quatre expériences majeures installées au LHC, au CERN, dédiée à l’étude du QGP [3]. En 2022, le LHC est entré dans une nouvelle phase d’exploitation, le RUN 3, pour laquelle tous les détecteurs de l’expérience ont été mis à niveau afin de supporter le taux d’interaction le plus élevé jamais atteint, permettant ainsi la collecte de grands volumes de données. ALICE bénéficie de nombreuses améliorations, telles que le système de trajectographie interne (ITS) [4] et l’ajout d’un nouveau détecteur, le Muon Forward Tracker (MFT) [5].
Ces deux détecteurs sont des détecteurs à pixels en silicium fortement segmentés, permettant la reconstruction des trajectoires des particules chargées via leur dépôt d’énergie dans la matrice de pixels. L’ITS est cylindrique, centré sur le point d’interaction, avec des couches parallèles à l’axe z de la collision, et conçu pour mesurer les particules chargées dans la région de rapidité centrale. Le MFT est un
Voir plus sur le site emploi.cnrs.fr...