Doctorant en Recherche fondamentale sur les cavités résonantes à ultra-haute performance en radiofréque

Sujet de thèse :
Les cavités supraconductrices radiofréquence sont au cœur des futurs projets d'accélérateurs post-LHC. Pour les machines à courant élevé destinées aux collisions à haute luminosité, à savoir FCCee au CERN et PERLE à l'IJCLab, un facteur de qualité (Q) extrêmement élevé est crucial pour minimiser la dissipation de puissance cryogénique et ainsi économiser l'hélium liquide et la consommation d'électricité. L'IJCLab pilote le développement de cavités à Q élevé de pointe dans le cadre de la collaboration internationale pour des projets d'accélérateurs durables du futur (iSAS).
En 2024, il a été démontré qu'un four à vide propre à l'IJCLab pouvait réaliser un traitement thermique avancé d'une cavité prototype, appelé cuisson à mi-T. Les résultats obtenus reproduisent ceux d'autres laboratoires étrangers (FNAL, JLAB, KEK, iHEP, DESY). L'IJCLab modifie actuellement son banc d'essai de cavités afin de pouvoir mesurer de nouvelles cavités en cours de fabrication. Pour les travaux théoriques, l'IJCLab a établi une collaboration avec l'ANL, le JLAB, l'INFN et le KEK afin de développer des modèles non linéaires hors d'équilibre pour expliquer le comportement des cavités à Q élevé sous des champs RF intenses. Il s'agit d'un problème fondamental persistant de la supraconductivité et d'un défi majeur en physique statistique quantique.
Le candidat retenu travaillera sur les mesures et l'analyse des données de prototypes de cavités à Q élevé pour la FCC au sein d'IJCLab, ainsi que de cavités générales. La tâche comprend la préparation des tests de cavités, les opérations cryogéniques, les mesures RF et l'analyse des données. En utilisant ces données, il participera à la modélisation théorique des cavités à Q élevé. En particulier, la dépendance en fréquence de la pente dite anti-Q sera comparée aux nouvelles théories proposées. De plus, l'étudiant comparera systématiquement les données expérimentales de différents laboratoires. Il pourra participer ponctuellement à des expériences dans d'autres laboratoires, tels que le CERN, le KEK, le JLAB, l'INFN, la FNAL, etc., et présenter des exposés lors d'ateliers internationaux (cf. TTC biannuel) et de conférences (cf. SRF2027 à Padoue). Certaines des cavités testées avec succès seront installées dans le cryomodule iSAS du nouvel accélérateur linéaire à récupération d'énergie (ERL) PERLE au sein d'IJCLab. Ainsi, ce projet offre un large éventail d'expériences à cet étudiant : compréhension fondamentale de la supraconductivité, développement de cavités de pointe, collaborations internationales et contributions à un projet d'accélérateur sérieux en France.

[1] D. C. Mattis et al., Phys Rev . 111, 412 (1958)
[2] A. Gurevich, Phys. Rev . Lett. 113, 087001 (2014)
[3] M. Martinello, et al, Phys. Rev . Lett. 121 22 224801 (2018)
[4] T. Kubo, Phys. Rev . Applied 22, 044042 (2024)
[5] G. M. Eliashberg, Zh. Eksp. Teor. Fiz. Pis'ma Red. 11, 186 (1970)
[6] J. J. Ch
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