Stages proposés

DPNC

Expérience ATLAS au LHC

Professeurs Giuseppe Iacobucci & Xin Wu

L'expérience ATLAS est l'un des grands projets de recherche auprès du collisionneur LHC. Elle a commencé la prise de données en novembre 2009.

Le groupe de Genève est impliqué dans le dévelopement et la construction d’un détecteur de traces au silicium. Un(e) doctorant(e) intéressé(e) au hardware pourra participer au développement du traceur, en particulier la caractérisation de la réponse au passage des particules, la réponse aux radiations, et l'électronique de lecture.

Un autre activié concerne le système de sélection des évènements intéressants.

L’attention du groupe se porte actuellement sur l’analyse des données. Les sujets de physique pour un thésard seront développés dans le cadre de la collaboration ATLAS, actuellement dans les domaines de l’identification des électrons de hautes énergies, et l’interprétation des résultats pour la physique des bosons W et Z, ainsi que le quark top et les effets proposés au delà du Modèle Standard des interactions fondamentales.

Actuellement, aucun poste doctoral n'est disponible, mais des postes dans le program Master sont possibles.

 

Oscillations de neutrinos
Prof. Alain Blondel

Le CERN considère en ce moment les différentes options pour étudier les oscillations de neutrinos dans le futur. Une option consiste à construire un accélérateur de muons et de les laisser se désintégrer dans un anneau de stockage. Une autre pourrait être d'utiliser les pions produits par des protons de basse énergie. On comparera ces deux possibilités. Un élève plus intéressé par le hardware pourra tester participer aux tests de sensibilité au bruit de fond RadioFréquence de détecteurs qui pourraient être installés dans l'accélérateur de muons (ou dans des prototypes) pour en vérifier le bon fonctionnement.

 

Expérience AMS (Anti-Matter Spectrometer)
Prof. Martin Pohl

Le détecteur AMS est constitué d'un spectromètre magnétique complété par d'autres détecteurs pour identifier la composition des rayons cosmiques et mesurer leur spectre. Ses tâches principales sont la recherche des sources et mécanismes d'accélération des rayons cosmiques galactiques. Il cherchera aussi des résidus d'antimatière et des produis d'annihilation ou désintégration de la matière dite noire. Le groupe de Genève a largement contribué à la construction et à la mise en service du détecteur. AMS a été installé sur la Station Spatiale Internationale en mai 2012 et prend des données depuis. Par année, 18 milliards de rayons cosmiques sont enregistrés. L'analyse de ces données sera le sujet de ce stage. En particulier le groupe s'intéresse à la composition des rayons cosmiques en noyaux lourds, aux variations temporelles et spatiales du flux, et à la détection des photons de haute énergie avec AMS.

 

Expérience POLAR
Prof. Martin Pohl

L'instrument astronomique POLAR va étudier la physique d'émission de photons et la nature de la libération d'énergie dans les sursauts photons. Le mécanisme physique qui produit ce phénomène extrêmement violent n'est pas connu. Des observations précises et continues d'un nombre de sursauts sans précédent pour déterminer le degré de polarisation linéaire à des énergies entre 50 keV et 500 keV ont été faites. Pour la première fois, POLAR produira une mesure non ambiguë de la polarisation des rayons X énergétiques produits promptement dans les sursauts de photons. Des modèles de la caméra qui servent à la qualification pour l'espace et à l'évaluation des performances ont été construits en 2012. Le modèle de vol, construit en 2013, sera installé sur le laboratoire spatial chinois Tiangong-2 en 2014. La caméra est construite à Genève, en collaboration avec d'autres laboratoires suisses et étrangers. Les stagiaires contribueront à la construction des différents modèles ainsi qu'à l'analyse des données venant des différents tests de qualification spatiale et de mesures en faisceaux de rayons X polarisés.

 

Projet FAST
Prof. Martin Pohl

Le projet FAST se propose d'améliorer la mesure du temps de vie du muon par un facteur important. Ce temps de vie définit la constante de couplage des interactions faibles chargées. Cette mesure permettra de mettre à l'épreuve les prédictions de la théorie unifiée des interactions électrofaibles avec une précision accrue. Le groupe du DPNC produira une cible en fibres scintillantes ainsi que le système de détection de lumière pour ce projet. Dans ce cadre, nous proposons un stage sur la construction du détecteur lui-même et sur l'évaluation de sa performance par une simulation des mesures de temps de vie.

 

Projets IceCube et CTA
Prof. Teresa Montaruli, Dr. M. Della Volpe

La question fondamentale de l'Astroparticule est la compréhension des dynamiques des processus dans les sources de l'Univers qui nous permettra d'apprendre des aspects de la physique des particules, de cosmologie et des processus fondamentaux dans des conditions qui ne sont pas reproductibles dans un laboratoire sur la Terre.

Le projet Cherenkov Telescope Array (CTA, http://www.cta-observatory.org/) est l'un des principaux projets en Astroparticule pour les quinze prochaines années en Europe. CTA est un ambitieux projet pour la construction de deux observatoires avec des centaines de télescopes Cherenkov sur une surface de 1 km2 dans les hémisphères Nord et Sud pour observer le ciel entier.

Le groupe de Genève est responsable de la construction des petits téléscopes avec un diamètre du miroir de 4m qui vont avoir une chambre qui utilise une nouvelle technique, le photo-détecteurs Geiger-APD. Nous avons beaucoup de projets pour les étudiants intéressés à travailler dans le laboratoire (au CERN) pour mesurer le propriétés de ces détecteurs et sur des mesures d’optique.

Le projet IceCube au Pôle Sud (http://icecube.wisc.edu/) a pour but de mesurer les neutrinos et les muons de haute énergie pour étudier les phénomènes plus puissants de l’Univers. Les neutrinos sont un nouveau messager de l’Univers, qui, au contraire du photon, peuvent traverser tout l’Univers connu. Á Genève le groupe s’occupe de chercher les sources astrophysiques et en particulier les sources galactiques et extragalactiques qui produisent des éclats de neutrinos et des rayons gamma. Nous avons des projets pour des étudiants qui veulent apprendre à analyser des quantités de données volumineuses.

 

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