Reusing ANTARES optical modules for a water Cherenkov detector array in Lake Geneva (Lactel)

Mission :

Le CNRS/IN2P3 recrute un jeune postdoctorant ou une jeune postdoctorante (< 3 années d’expérience après la thèse de Doctorat) sur un contrat de 2 ans, dans le domaine de la physique des astroparticules. La personne recrutée rejoindra le Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM). Il ou elle participera à la Collaboration KM3NeT et au projet Lactel.

Le développement de la technique des réseaux de détecteurs Cherenkov dans l’eau (Water Cherenkov Detector Arrays or WCDA) a récemment révolutionné notre connaissance du ciel gamma dans le domaine des énergies multi-TeV (e.g. HAWK). Les WCDAs utilisent l’atmosphère terrestre et un réseau horizontal de détecteurs de lumière (de gros tubes photomultiplicateurs, PMTs) immergés à faible profondeur (<5 m) dans l’eau (citernes, piscines, lacs) pour détecter les rayons cosmiques produits par les gerbes atmosphériques (Extensive Air Showers, EAS) des particules de hautes énergies. Les particules chargées des EAS (électrons, positrons, muons, hadrons) pénétrant dans l’eau émettent de la lumière Cherenkov si elles se déplacent plus vites que la lumière dans le milieu. Les observations des WCDAs avec un champ de vue de l’ordre du stéradian permettent un monitorage continue d’une grande partie du ciel, et sont ainsi complémentaires des télescopes à imagerie Cherenkov (Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope, IACT) tels l’observatoire de nouvelle génération Cherenkov Telescope Array (CTA) qui offre une meilleure sensibilité mais avec un champ de vue restreint.

L’objectif du projet Lactel est de démontrer la faisabilité d’améliorer la suppression du bruit de fond induits par les protons et les noyaux atomiques des EAS avec un type nouveau de WCDA, permettant ainsi une mesure du spectre des électrons au-delà de 10 TeV et une amélioration de la sensibilité des observations gamma dans cette gamme d’énergie. Pour cela, les modules optiques du télescope à neutrinos ANTARES, qui a récemment achevé sa prise de données en mer Méditerranée, seront réutilisés et installés dans le Lac Léman. Ce projet s’inscrit également dans un esprit de « Science renouvelable ».

Le groupe Neutrinos du CPPM joue un rôle leader dans la construction et l’exploitation des télescopes à neutrinos ANTARES et KM3NeT depuis plus de 20 ans. Au sein de ce groupe, la personne recrutée travaillera principalement à sélectionner et requalifier des modules optiques d’ANTARES pour leur réutilisation dans le projet Lactel. Il/Elle participera également à l’intégration, le déploiement, la prise de données et l’analyse des données du détecteur Lactel. Si le temps le permet, il/elle participera également aux activités et analyses de données du détecteur de neutrinos KM3NeT/ORCA.

Activités :

Le postdoctorant ou la postdoctorante aura la responsabilité de mettre en œuvre un banc de test des photomultiplicateurs à l’aide d’une boîte noire. Il/Elle aura à sélectionner un groupe de modules optiques d’ANTARES à partir d’un grand ensemble de tels modules qui sont disponibles depuis le démantèlement du détecteur ANTARES en 2022. Ceci sera poursuivi par une requalification, une caractérisation et finalement le choix d’une fraction de ces modules optiques pour leur réutilisation dans le projet Lactel. Il/Elle contribuera ensuite à l’intégration de ces modules optiques dans le détecteur et participera aux campagnes de déploiement et de prises de données dans le Lac Léman près de Lausanne. Le postdoctorant ou la postdoctorante contribuera également aux activités d’analyses de données du projet Lactel.

Si le temps le permet, le postdoctorant ou la postdoctorante sera également invité à participer aux activités de prises de données du détecteur KM3NeT/ORCA et aux analyses de données des neutrinos atmosphériques pour en extraire des informations sur les oscillations des neutrinos.

Compétences :

Le candidat ou la candidate devra avoir une thèse de Doctorat au démarrage du contrat, ainsi que de solides bases en physique de particule ou astroparticules. Des expériences avec des photomultiplicateurs sont bienvenues comme l’intérêt en analyse de données. De bonnes compétences en python, C++ et Root, ainsi que des connaissances en développement software en environnement ouvert (git, etc) sera un atout important. Des capacités à travailler au sein des équipes internationaux et de grandes collaborations sont hautement recommandées.

Contexte de travail :

Situé au cœur du Parc National des Calanques, sur le campus de Luminy, le CPPM est un laboratoire de recherche commun au CNRS et à Aix-Marseille Université, qui compte environ 180 chercheurs, ingénieurs et doctorants. Le laboratoire étudie des sujets allant de la physique des particules à la physique des astroparticules et à la cosmologie, avec une forte force technologique en électronique, mécanique, instrumentation et informatique, permettant la conception et la construction de systèmes de détection de pointe, souvent appelés à fonctionner dans des conditions extrêmes : dans les profondeurs de la mer, dans l'espace ou sous terre. La plupart de nos recherches sont menées dans le cadre de collaborations scientifiques internationales de premier plan et nos contributions sont reconnues dans le monde entier. Le CPPM s'engage à mener des recherches éthiques et à promouvoir la diversité et l'inclusion sur le lieu de travail, et fournit un soutien administratif et logistique aux nouveaux arrivants, en particulier aux doctorants. (plus de détails ici : https://www.cppm.in2p3.fr/web/fr/index.html)

Information complémentaire :

Le candidat ou la candidate doit fournir sur le portail de l'offre d'emploi du CNRS : https://emploi.cnrs.fr/Offres/CDD/UMR7346-ANNPOR-124/Default.aspx?lang=FR

o Une lettre de motivation décrivant les intérêts pour ces recherches ou un projet de recherche

o Un curriculum vitae et une copie des résultats académiques à l’Université

o Deux lettres de recommandation adressées directement à brunner@cppm.in2p3.fr et bertin@cppm.in2p3.fr