Doctorant en physique des accélérateurs sur les études du halo du faisceau pour le projet PERLE (H/F)

Sujet de thèse :
La thèse proposée s’inscrit dans le domaine de la physique des accélérateurs. Il porte plus particulièrement sur la dynamique des faisceaux dans les accélérateurs linéaires à récupération d'énergie (ERL). Les ERL constituent un domaine émergent d'accélérateurs alliant la flexibilité et la haute qualité de faisceau des accélérateurs linéaires à l'efficacité des machines à recirculation. PERLE (Powerful Energy Recovery Linac for Experiments), actuellement en cours de conception à l'IJCLab dans le cadre de la collaboration internationale PERLE@Orsay, servira de démonstrateur pour cette technologie. Avec des paramètres allant jusqu'à 500 MeV d'énergie de faisceau et 20 mA de courant (soit une puissance de faisceau de 10 MW), PERLE offre une plateforme sans précédent pour l'exploration des phénomènes de dynamique de faisceau à courant élevé pertinents pour les futures installations telles que le LheC.
La thèse portera sur une étude détaillée de la formation du halo de faisceau et des stratégies de réduction pour PERLE, abordant des questions cruciales pour la stabilité et la sécurité de fonctionnement des ERL. À l'aide du logiciel de simulation BMAD, un outil open source de pointe de suivi de particules, le-la doctorant-e réalisera des simulations intégrales, comparera des modèles physiques et explorera des études de tolérance. Les thèmes de recherche spécifiques incluent : la collimation hors impulsion dans les sections de recombinaison et d'arc, l'influence des harmoniques magnétiques d'ordre supérieur, les erreurs d'alignement et les tolérances mécaniques, les effets de champ de sillage dans les aimants à combinaison de faisceaux, et les interactions faisceau-gaz qui déterminent les exigences de vide.
Au-delà de la contribution scientifique, l'objectif de la thèse est de développer et de valoriser l'expertise du doctorant en modélisation d'accélérateurs de pointe, lui permettant de diffuser les résultats dans des conférences et revues de premier plan, et de contribuer à la visibilité internationale de PERLE.
Références bibliographiques :
D. Angal-Kalinin PERL E. Powerful energy recovery linac for experiments. Conceptual design report, J. Phys. G 45, 065003 (2018), arXiv:1705.08783 [physics.acc-ph].
S. A. Bogacz et al., Beam dynamics driven design of powerful energy recovery linac for experiments, Phys. Rev. Accelerators and Beam 27, 031603 (2024)

Contexte :
Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie est un laboratoire de physique des deux infinis sous tutelle du CNRS, de l'université Paris-Saclay et de l'université de Paris. Les thèmes de recherche du laboratoire sont la physique nucléaire, la physique des hautes énergies, les astroparticules et la cosmologie, la physique théorique, les accélérateurs et les détecteurs de particules ainsi que les recherches et développements techniques et applications associées pour l'énergie, la santé et l'environnement. La structu
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