Stages


Le CPPM accueille chaque année plus d’une dizaine de stagiaires répartis dans les différentes équipes de recherche du laboratoire. Les stages proposés par le laboratoire peuvent être de plusieurs natures :

  • Stages de physique de niveau licence/master : ils sont spontanés ou obligatoires et s’adressent aux étudiants de niveau Licence et Master ayant suivi une formation de physique. Des offres précises sont déposées par les différents équipes de recherche en cours d’année.
  • Stages techniques (BTS, IUT, Ingénieur) : ils font en général partie de votre cursus scolaire. Des offres précises sont déposées par les différents équipes et services en cours d’année.
  • Stages de collégiens/lycéens : nous accueillons les élèves du secondaire pour des stages d’observation pendant des périodes bien définies.

Quelle que soit la nature de votre stage, une réponse favorable d’un personnel de notre laboratoire n’est pas suffisante pour effectuer votre stage au CPPM. Une convention est indispensable pour formaliser le stage et vous faire connaître de la Direction.

Stages M2


Antares
Multi-messenger analysis with ANTARES
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Responsable :
Damien Dornic - 0491827682 - dornic@cppm.in2p3.fr
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Description :

ANTARES is a high-energy neutrino telescope operating 12 detection lines at 2500m offshore the coast of Toulon (South of France). Since 2007, ANTARES is taken very good quality data continuously. This dataset is quite unique to study the origin of the high-energy neutrino sources. In the recent years, IceCube and ANTARES have detected several association between neutrinos and highly energetic blazars (AGN with their jet pointing toward the Earth). Even if there is no significant association (> 5?), this represents the first hint toward the high-energy neutrino astronomy.


During this internship, the student will study in detail the potential correlation between the different neutrino streams of ANTARES (using 14 years of data) and blazar catalogues detected by radio or gamma-ray instruments. These studies will include the search of time-dependent correlation with highly energetic blazars, the search of correlation with different blazar populations (FSRQ, BL Lacs, HBL, IBL…).


The analyses will be performed using C++ or python and Root on Linux platforms.


Mots clefs :
Astroparticules
Code :
M2-2021-AN-01
Atlas
Preparation to the Higgs self-coupling measurement using the HH -> bbyy channel.
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Responsable :
Elisabeth Petit - 0033.4.91.82.72.63 - petit@cppm.in2p3.fr
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Description :

Eight years after the discovery of the Higgs boson the precision measurement of its properties is a key goal of the LHC and Future Colliders in order to test the Standard Model. In particular the measurement of the Higgs self-coupling is one parameter not measured yet, that can be probed through the HH production. Even if the cross-section of the HH production is too small to be observed with the data expected to be collected by the ATLAS detector by the end of the LHC Phase 1, the corresponding analyses will bring the best existing constraints on the Higgs self-coupling, in addition to setting baselines for the analyses to be performed with the dataset to be collected during the HL-LHC running.

The current 95% CL expected limit on the HH production cross-section is 10 times the predicted Standard Model cross-section. The dataset collected up to now is expected to double during Run 3 of the LHC (2021-2024). The team has already been highly involved in the HH->bbgammagamma analysis channel. In order to discover the HH process a good understanding of the background processes is necessary, in particular the Z(->bb)H(->gammagamma) process which is an important background to the analysis and has a similar final state. We plan to measure it since it could be detected with the dataset collected during Run 3 and it is a benchmark to test the analysis strategy.

The student will work with MC simulation and real data to prepare for this measurement.


Desired skills: C++, ROOT


Mots clefs :
Physique des particules
Code :
M2-2021-AT-02
b-quark identification with the ATLAS detector at HL-LHC
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Responsable :
Thomas Strebler - 04.91.82.72.52 - strebler@cppm.in2p3.fr
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Description :

UPDATE: Position already filled


The Higgs boson was discovered in July 2012 by the ATLAS (http://atlas.cern) and CMS collaborations at the LHC, and led to a Nobel Prize for F. Englert and P. Higgs in 2013. Since then and till 2019, the LHC experiments have collected a lot of new data, in order to better characterize the Higgs boson and to possibly find evidences of new physics beyond the Standard Model.

However, in order to increase by a factor 100 the amount of useful data we already have, the LHC and its detectors will be upgraded for the High-Luminosity phase of LHC (2025-2035). The ATLAS group at CPPM (http://atlas.cppm.in2p3.fr), building on its previous expertise, is developing a new pixel detector to this end.


This high-tech detector plays a fundamental role to measure the trajectories of charged particles and to identify jets of particles stemming from the hadronization of bottom quarks. This ability, also known as b-tagging, is instrumental to the success of the ATLAS and (HL-)LHC physics program: Higgs coupling to top quarks and self-coupling, searches for new heavy particles.


The student will use detailed Monte-Carlo simulations to assess the b-tagging performance of various design options under consideration for the future pixel detector. The project provides an opportunity for the student to get an exposure to a broad spectrum of topics: LHC physics notably the Higgs sector; basics of silicon detectors, track-finding and pattern-recognition; b-tagging algorithms including Machine Learning algorithms (ANN, BDT, Deep Learning if time permits). The emphasis among those different topics will be chosen by the student. The project requires the use of the ROOT (http://root.cern.ch) analysis framework and the writing of C++ code: their prior knowledge is desirable but not mandatory.


Mots clefs :
Physique des particules
Code :
M2-2021-AT-01
Improvement of the separation between W and Z dijet mass peaks in view of Higgs boson precision measurements at CERN future FCC-ee
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Responsable :
Steve Muanza - 04 91 82 72 75 - muanza@cppm.in2p3.fr
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Description :

Despite the impressive amount of data under collection at the LHC and those anticipated at its high luminosity upgrade,

the HL-LHC [1], the design of future post-LHC colliders are currently under intense scrutiny.

Following the discovery of the Higgs boson in 2012 by the ATLAS [2] and CMS [3] experiments using data collected at the LHC Run 1

(pp collisions at s \sqrt{s} =7-8 TeV in 2011-2012), the top priority for the next collider is an e+e e^{+}e^{-} collider

which will serve primarily as a Higgs boson factory.

At CPPM we started a group to contribute to the physics studies and detectors design for this future facility. In this trainingship

we intend to work on an issue of great importance for the Higgs boson physics program at the FCC-ee [4]. The FCC is a project of the

largest collider (100 km in circumference) to be possibly built at CERN and operated after the HL-LHC.

The problematic we want to tackle the so-called W-Z separation, i.e. the separation between the mass peaks constrcuted with the W

and Z hadronic decays. More precisely we propose an improvement of the current methods, based upon the kinematics of the dijets from

these vector bosons decays, by adding a new discriminating variables based upon the jet charges.

We want to address this complex problem stepwisely. This traininship will concentrate of the first step which will consist in

discriminating the two mass peaks in a fast simulation of the FCC-ee IDEA [5] detector. The further decisive step will be to refine

this study using the full Geant4 [6] simulation of IDEA within the FCCSW framework.

The student will produce Monte Carlo samples such as e+e>W(>lν)W(>qqˉ) e^{+}e^{-} -> W(->l\nu)W(->q'\bar q) and e+e>Z(>ννˉ)Z(>qqˉ) e^{+}e^{-} -> Z(->\nu\bar\nu)Z(->q\bar q)

at s= \sqrt{s}= 240 GeV. Then he/she will process these samples using the Delphes [7] fast simulation and produce ROOT [8] ntuples.

He/she will write an analysis code in C++ to implement the current kinematic separation methods in a first stage. Furthermore the

variables based on the jet charges will be added and the improvement in the discrimination will be evaluated.

If the student is successful in getting a PhD bursary, we'll propose him/her a PhD subject on the ATLAS experiment or a mixed one

mostly on ATLAS and partly on FCC-ee.

Desired skills: C++, ROOT


References


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[1] The HL-LHC Collaboration, High-Luminosity Large Ha-dron Collider (HL-LHC), Technical Design ReportNo. CERN-2017-007-M, CERN,

Geneva, 2017, Chap. 1.

[2] Observation of a new particle in the search for the standard model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC, ATLAS

Collaboration, Phys. Lett. B716(2012) 1, arXiv:1207.7214 [hep-ex]

[3] Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC, CMS Collaboration, Phys. Lett. B716(2012) 30,

arXiv:1207.7235 [hep-ex]

[4] A. Abada et al., FCC-ee: The Lepton Collider (FCC Conceptual Design Report, Vol. 2),Eur. Phys. J. Spec. Top. (2019) 228: 261 (2019)

[5] R.~Aly \textit{et al.} [INFN RD-FA], ``First test-beam results obtained with IDEA, a detector concept designed for future lepton

colliders,'' Nucl. Instrum. Meth. A958 (2020), 162088

[6] S.~Agostinelli \textit{et al.} [GEANT4], ``GEANT4--a simulation toolkit,'' Nucl. Instrum. Meth. A506 (2003), 250-303

[7] S.~Ovyn, X.~Rouby and V.~Lemaitre, ``DELPHES, a framework for fast simulation of a generic collider experiment,'' arXiv:0903.2225

[hep-ph]

[8] R.~Brun and F.~Rademakers, ``ROOT: An object oriented data analysis framework,'' Nucl. Instrum. Meth. A389 (1997), 81-86


Mots clefs :
Physique des particules
Code :
M2-2021-AT-03
Development of artificial intelligence algorithms adapted to big data processing in embedded (FPGAs) trigger and data acquisition systems at the LHC
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Responsable :
Emmanuel MONNIER / Georges Aad / Thomas Calvet - +33 4 91 82 72 69 - monnier@cppm.in2p3.fr
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Description :

Physics at the Large Hadron Collider (LHC) at CERN (European Organization for Nuclear Research) is the high priority research field of the Particle Physics community worldwide. ATLAS is one of the two general purpose experiments installed at the LHC that discovered a Higgs boson in July 2012, key piece for the understanding of the fundamental interactions and the origin of elementary particle mass. Its physics program extends beyond Higgs property measurements to the search for signs of physics beyond the Standard Model of particle physics. The upgrade of the LHC is a crucial part of the European strategy for particle physics. The second phase of the LHC upgrade will happen in 2025 and will increase by an order of magnitude the instantaneous luminosity leading to the High Luminosity LHC (HL-LHC). The increased luminosity puts more stringent requirements on the LHC detectors electronics and data processing. The ATLAS detector will undergo a major update to be adapted to the increasing luminosity at the HL-LHC, hence to the dramatic increase of produced data. In order to treat on the fly with advanced algorithm this huge amount of data (more than 500 Tb/s), we propose to deploy advanced technologies based on state-of-the-art digital electronics running AI algorithms.


Artificial Intelligence (AI) algorithms and machine learning techniques are nowadays one of the most expending fields in research and in the industry. The use of AI in experimental particle physics is not new but these algorithms are only used, for now, in later stages of data analysis such as the analyses leading to the recent discovery of the Higgs boson coupling to third generation quarks [1][2] for which the ATLAS group of the “Centre de Physique des Particules de Marseille” (CPPM) had a major contribution, namely the development of AI techniques for these analyses. For data acquisition and trigger applications, relatively simple algorithms are imbedded in the hardware to process on the fly the huge data flow in a timely manner. However, with the next generation of high-end Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), that include large increase of available processing and memory units, it is becoming possible to implement complex AI algorithms inside these FPGAs and process on the fly big data flows with dramatically increased selection performance.


The ATLAS group of the “Centre de Physique des Particules de Marseille” (CPPM) is deeply involved in this scientific program, in particular linked to its expertise of the electromagnetic calorimeter. The latter is a key component for the identification and energy measurement of electrons and photons, which were at the core of the Higgs boson discovery. Moreover, for the upgrade of the accelerator performances foreseen in 2021, this calorimeter has a major ongoing development program to dramatically upgrade its trigger and readout to which the CPPM group actively contributes.


The main purpose of this project is to develop AI and machine learning techniques to dramatically improve big data processing effectiveness such the one needed in high pileup environment at the LHC. The main challenge is to efficiently implement these techniques into the dedicated data acquisition electronics, based on FPGAs, which are used for signal processing in particle physics detectors such as the ATLAS Liquid Argon (LAr) calorimeter and which are under development by the ATLAS CPPM group.


The signals from the LAr calorimeter are processed through a chain of electronic boards in order to extract the energy deposited in the calorimeter. The new electronic chain for the second phase of the LHC upgrade is described in [3]. An excellent resolution on the deposited energy and an accurate detection of the deposited time, in the blurred environment created by the pileup, is crucial for the operation of the calorimeters and of the full ATLAS detector to enhance its physics discovery potential. The computation of the deposited energy and timing is currently done using optimal filtering algorithms [4]. These filter algorithms are perfectly adapted for ideal situations with low noise. However, with the increased luminosity and thus the noise from pileup, the performance of the filter algorithms decreases significantly while no further extension nor tuning of those could recover the loss in performance.


AI algorithms have proven to be very powerful tools in data processing and provide the most interesting candidate to recover the performance of filter algorithms in high noise conditions. FPGAs, which are designed to efficiently treat a large amount of data in a very short time, are very much adapted to the online data processing needed at the LHC especially at the trigger level. FPGAs had, up to recently, relatively limited amount of computational resources, however high-end FPGAs have now enough resources to accommodate the needs of advanced AI and deep learning algorithms. This allows to combine the performance of AI algorithms with the speed and high bandwidth of the FPGAs to efficiently process the big data flow by electronic boards.


The backend electronic boards for the second phase of the upgrade of the LAr calorimeter (called LASP) will use the next high-end generation of FPGAs. Based on the unique skills and expertise present at CPPM in digital electronics, a prototype of these boards is currently being developed at CPPM and will be finalized in 2020. This prototype will be equipped with two high-end last generation FPGAs from INTEL/ALTERA (Worldwide leader in FPGA production and part of the INTEL group [5]). The research and development (RetD) program of these boards and their production is already financed as part of the government “Très Grandes Infrastructures de Recherche” (TGIR) program for the upgrade of the ATLAS detector. The aim of this project is to take advantage of this unique opportunity to develop the necessary tools enabling the embedding of AI algorithms on these boards and to further explore the outstanding capabilities opened by these developments for new applications. This can prove to be a breakthrough that can extend to many areas facing big data processing in particle physics, especially at the trigger level, and in the industry.


The objectives of this project can be divided into 6 main points:

1. Develop AI methods adapted to the specific problem of signal processing to compute the deposited energy in the calorimeter in high noise conditions.

2. Optimize these methods and compare them with the existing filter algorithms using simulated data that reflect the conditions of the LHC after the upgrade.

3. Adapt the algorithms for processing on FPGAs and optimize the needed processing power while keeping high performance.

4. Investigate and adapt the recent tools that are under developments for converting AI algorithms into HDL code that is used to program FPGAs.

5. Test the performance of the algorithms in-situ using the LASP board prototype currently under construction at CPPM.

6. Generalize the developed tools and study their wider usage for trigger processing and for applications outside the particle physics field including industrial applications.


Although this project is an experimental particle physics project, its reach extends to any field profiting from big data processing using AI algorithms on specific hardware such as FPGAs. This project provides a unique opportunity to enhance the multidisciplinary and industrial applications of the research and development programs at CPPM. Due to the promising industrial applications, a collaboration with Nexvision [6], a midsize company based in Marseille and leader in embedded civil security systems, is developed. Support from the Aix Marseille University Initiative of Excellence program, so-called AMIDEX, is already obtained for this project. Using the AMIDEX funding, a new postdoc has recently joined the CPPM group in January 2020 to work on this project for 2 years.


In this framework, the subject of this M2 internship is to participate to the development of the needed AI algorithms with the CPPM group in close interaction with a postdoc and PhD students. More specifically the student will implement selected algorithms into the ATLAS event reconstruction framework. S.He will then study the performance of these algorithms on simulated events and will compare them to the actual energy reconstruction method currently in use. Finally the aim will be to measure their impact on electron and photon identification in different data taking conditions. During the internship, the student may have to go to CERN to interact with experts and present his work. The research work will combine analysis on real and simulated data as well as studies and operation of experimental systems. This internship can naturally then evolve to a thesis (see the marwww.in2p3.fr web site for its description).


Références bibliographiques:


[1] The ATLAS Collaboration, Observation of Higgs boson production in association with a top quark pair at the LHC with the ATLAS detector, Phys. Lett. B 784 (2018) 173-191; arXiv:1806.00425


[2] The ATLAS Collaboration, Observation of H->bb decays and VH production with the ATLAS detector, Phys. Lett. B 786 (2018) 59-86; arXiv:1808.08238


[3] The ATLAS Collaboration, Technical Design Report for the Phase-II Upgrade of the ATLAS LAr Calorimeter, CERN-LHCC-2017-018, https://cds.cern.ch/record/2285582


[4] Cleland, W.E. and Stern E.G., Signal processing considerations for liquid ionization calorimeters in a high rate environment. NIM 338 p. 467. 1994


[5] ALTERA, world leading company in FPGA production recently acquired by INTEL, https://www.intel.com/content/www/us/en/products/programmable.html


[6] NEXVISION SAS, French company (based in Marseille) specialized in electronic reference design, https://nexvision.fr/


Mots clefs :
Physique des particules
Code :
M2-2021-AT-04
Belle II
Search for tau lepton flavour violating decays at Belle II
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Responsable :
Justine Serrano - serrano@cppm.in2p3.fr
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Description :

Being forbidden in the Standard Model (SM) of particle physics, lepton flavour violating decays are among the most powerful probes to search for physics beyond the SM. In view of the recent anomalies seen by LHCb on tests of lepton flavor universality in bs b \rightarrow s\ell\ell and bcν b \rightarrow c\ell\nu processes, the interest of tau lepton flavor violating decays has been greatly reinforced. In particular, several new physics models predict branching fractions of τ3μ \tau \rightarrow 3 \mu and τμγ \tau \rightarrow \mu \gamma just below the current experimental limits.

The Belle II experiment located at KEK, Japan, has just started physics data taking, aiming at collecting 50 times more data than its predecessor, Belle, by 2030. Thanks to its clean environment and high τ+τ \tau^+ \tau^- cross section, it provides an ideal environment to study tau decays. The goal of this internship is to study the τγ \tau \rightarrow \ell\gamma decay while reconstructing the opposite tau in the event into a three prong decay.


The analysis code is based on ROOT and python. Multivariate methods will be studied to optimize the analysis performances.


Références:

https://arxiv.org/abs/1808.10567

https://hflav-eos.web.cern.ch/hflav-eos/tau/spring-2017/lfv-limits-plot.html

https://arxiv.org/abs/1903.11517

https://arxiv.org/pdf/1806.05689.pdf


Mots clefs :
Physique des particules
Code :
M2-2021-BE-01
DarkSide
Recherche directe de Matière Noire avec le détecteur DarkSide-20k / Direct searches for Dark Matter with the DarkSide-20k experiment
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Responsable :
Fabrice Hubaut - 04 91 82 72 51 - hubaut@in2p3.fr
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Description :

La matière noire est une des grandes énigmes actuelles de la physique fondamentale. En effet, sa contribution à la masse totale de l'Univers est de 85% mais elle ne peut être expliquée dans le cadre du Modèle Standard de la physique des particules (MS). Plusieurs candidats existent pourtant dans les théories au-delà du MS : c'est le cas du WIMP (Weakly Interactive Massive Particle), un des candidats les mieux motivés car il permet de résoudre le problème de stabilité de la masse du boson de Higgs dans le MS.


Si la masse du WIMP est O(100) GeV, il a une densité compatible avec les observations cosmologiques. Les expériences recherchant la matière noire utilisent ainsi le halo de notre galaxie comme source potentielle de WIMPs. Depuis 2010, la technologie de détection la plus performante repose sur la mesure de la lumière de scintillation émise lors de la diffusion d'un WIMP sur un atome de liquide noble - argon ou xénon. L'expérience DarkSide-20k, qui sera installée à 2 km sous terre au laboratoire du Gran Sasso en Italie, est la deuxième génération de détecteurs à argon liquide. Elle utilisera une cuve remplie de 50 tonnes d'argon, lui permettant d'avoir l'une des meilleures capacités de découverte des WIMPs au niveau mondial.


La prise de données devrait commencer en 2024. La phase actuelle est consacrée à la réalisation et l'exploitation d'un prototype, de taille réduite par rapport au détecteur final, mais contenant la technologie qui sera utilisée pour DarkSide-20k. Ce stage propose de participer à l'analyse des données de ce prototype, étape essentielle pour valider les concepts utilisés pour le détecteur final.


Quelques évènements seulement étant attendus par an et par tonne d'argon liquide, une réduction drastique du bruit de fond et une très bonne connaissance du signal obtenu sont cruciales. Cela peut être obtenu grâce à des sources radioactives imitant le signal et le bruit de fond. Dans ce cadre, l'analyse des données du prototype permettra de mieux préciser les contours du détecteur final et à l'étudiant(e) de se familiariser avec les problématiques de recherche rencontrées par l'expérience. En outre, la circulation des sources radioactives autour de DarkSide-20k est également en préparation au CPPM et l'étudiant(e) pourra participer à la réalisation d'une maquette permettant de finaliser la conception du détecteur final.


Ces études pourront être approfondies dans le cadre d'une thèse.



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Dark matter is today one of the main puzzles in fundamental physics. Indeed, its contribution to the total mass of the Universe is 85%, but it cannot be explained in the framework of the Standard Model (SM) of particle physics. Several candidates exist in theories beyond the SM, and the WIMP (Weakly Interactive Massive Particle) is one of the best motivated of these candidates, as it allows to also solve the SM hierarchy problem (stability of the Higgs boson mass).


If the WIMP mass is O(100) GeV, its density in the Universe is compatible with cosmological observations. Experiments searching directly for dark matter thus use our galaxy halo as a potential source of WIMPs. Since 2010, the most sensitive technology is based on the measurement of the scintillation light from the scattering of a WIMP on a liquid noble atom – argon or xenon. The DarkSide-20k experiment, which will be installed 2 km underground in the Gran Sasso laboratory in Italy, is the second generation of liquid argon detectors. It will use 50 tons of highly purified argon, allowing a world leading discovery potential for WIMPs.


The data taking should start in 2024. The actual work is dedicated to the realization and the exploitation of a prototype, of reduced size compared to the final detector but using all technologies foreseen for DarkSide-20k. The goal of this internship is to participate to the analysis of the data from this prototype, which is a crucial step to validate the concepts used for the final experiment.


As only a few events are foreseen per year and per liquid argon ton, a drastic reduction of the background and a very good knowledge of the signal are crucial. This can be achieved thanks to radioactive sources mimicking the signal and the background. The analysis of the prototype data will thus allow to shape more precisely the final detector, and will allow the student to get more familiar with the experimental problematic. In addition, the circulation of the radioactive sources around DarkSide-20k is in preparation at CPPM, so the student will be able to participate to the realization of a mockup that will allow to finalise the detector concept.


This project could be continued as part of a PhD thesis.


Mots clefs :
Physique des particules
Code :
M2-2021-DS-01
HESS-CTA
Searching for PeVatron candidates in the Galactic Plane Survey of CTA.
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Responsable :
Heide Costantini - 0491 82 72 57 - costant@cppm.in2p3.fr
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Description :

The Cherenkov Telescope Array (CTA) is a worldwide project to construct the next generation ground based very-high-energy (VHE) gamma-ray instrument [1]. CTA will be situated on both the Northern Hemisphere (La Palma on the Canary Islands) and the Southern Hemisphere (Atacama Desert, Chile) in order to cover the entire sky.


CTA will provide an unprecedented insight into the VHE Universe and in particular will explore the energy region above few tens of TeV for the first time [2]. One of the main goals of CTA is the understanding of the origin of galactic cosmic rays. Astrophysical sources emitting gammas at energies above 50 TeV are very good candidates for cosmic ray accelerators at PeV energies (PeVatrons).


The CPPM is involved since few years in studying the capabilities of CTA in detecting galactic PeVatrons [3]. The goal is to identify promising candidate sources during the galactic plane survey (GPS) for subsequent deeper observations.


In order to test and optimize the analysis techniques well before data taking, the galactic working group of the CTA consortium has recently prepared a detailed simulation of the future GPS. More than 1000 sources of different types (pulsars, supernova remnants, binaries etc.) have been simulated. A sample of few PeVatrons have been also included in the simulation . During the internship the candidate will analyze the GPS simulated data with the aim to extract potential PeVatron candidates applying the search strategy that has been developed at CPPM. The main output of this study will be a comparison of the spectral features obtained for the PeVatron candidates with the input simulated parameters of the selected sources. This result should allow to validate the PeVatron search technique.

The work will be done using the Python package for gamma-ray astronomy analysis gammapy [4]. The candidate should therefore have basic knowledge of Python programming.



References:


[1] https://www.cta-observatory.org/

[2] Science with the Cherenkov Telescope Array: https://arxiv.org/abs/1709.07997

[3]Cherenkov Telescope Array potential in the search for Galactic PeVatrons: https://arxiv.org/abs/1911.06134

[4] https://gammapy.org/


Mots clefs :
Astroparticules
Code :
M2-2021-CT-01
KM3NeT
Analysis of early data taken with the KM3NeT/ORCA neutrino telescope
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Responsable :
Jürgen Brunner - 04 91 82 72 49 - brunner@cppm.in2p3.fr
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Description :

KM3NeT/ORCA (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss) is a deep sea neutrino telescope currently under construction at a depth of 2500m in the Mediterranean Sea off the coast of Toulon. KM3NeT/ORCA is optimised for the detection of atmospheric neutrinos with energies of 3-100 GeV and will allow precision studies of neutrino properties. The first ORCA detection lines have been deployed in 2019. Currently the detector takes data with 6 of them.


During this internship at the Centre de Physique des Particules de Marseille, the student will analyse the data taken in 2019 and 2020. The goal of the internship is to calibrate the data, monitor their quality and stability and to understand the different components of the data sample. The contributions from bioluminescence, radioactivity, cosmic ray showers and neutrinos should be separated and confronted with expectations.


Links:

https://www.km3net.org

https://www.cppm.in2p3.fr/web/fr/recherche/astroparticules/

https://en.wikipedia.org/wiki/Neutrino_oscillation


Mots clefs :
Physique des particules
Code :
M2-2021-KM-01
Study of acoustic detection of Ultra High Energy neutrinos and Cosmic Rays
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Responsable :
Vincent Bertin - 04 91 82 72 61 - bertin@cppm.in2p3.fr
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Description :

The detection of Ultra High Energy neutrinos and Cosmic Rays (E > ~10^{18} eV) interacting with matter might be possible with a network of acoustic sensors, looking at the energy deposited by the primary particle shower which generates a pressure wave.


During the internship, the student will study the signal generated by the UHE particle interactions in different media (water, rocks), through the so-called Askaryan effect in the thermo-acoustic model. An estimation of the detection sensitivity of UHE cascades as function of the primary particle energy with an Engineered Fiber Distributed Acoustic Sensing network will be performed, as well as a study of the possible discrimination of the nature of the primary particle.


Mots clefs :
Astroparticules
Code :
M2-2021-KM-02
LHCb
Search for New Physics at LHCb using BdDτν B_d \to D^* \tau \nu decays
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Responsable :
Olivier Leroy - 04 91 82 76 05 - Olivier.Leroy@in2p3.fr
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Description :

LHCb is one of the four major experiments installed at the largest proton-proton collider ever built, the LHC, at Cern, Geneva, Switzerland. The experiment is dedicated to the search for Physics Beyond the Standard Model (BSM) studying beauty and charm hadrons. Since the beginning of data taking in 2010, LHCb has accumulated the largest sample of b-hadrons ever collected and published hundreds of world-leading measurements. The CPPM LHCb group is deeply involved in the experiment since its beginning.


In the past few years, two intriguing anomalies have shown up in the flavour sector. One related to the bs b \rightarrow s \ell \ell flavour changing neutral current and another one in the bcτν b \rightarrow c \tau \nu charged current. Both effects are 4σ \sim4 \sigma away from the Standard Model (SM) expectation.


Concerning the second effect, the measured quantities are the ratios of branching fractions R(D())=BR(BD()τν)/BR(BD()ν) R(D(*)) = BR(B \rightarrow D^{(*)} \tau \nu) / BR(B \rightarrow D^{(*)} \ell \nu) , (=μ,e) \ell = \mu,e) . In the Standard Model, the only difference between the numerator and the denominator is the lepton mass. When combining the results of the BaBar, Belle and LHCb experiments, the measurements appear to be 3.8σ 3.8 \sigma away from their SM expectation. This is a striking hint of violation of the lepton flavour universality which clearly needs to be checked by all means.


The student will study the BD()τν B \rightarrow D^{(*)} \tau \nu channel, where the tau lepton is reconstructed into its 3 pions final state ( π+ππ0ν \pi^+ \pi^- \pi^0 \nu ).

She/he will use for the first time the data collected by the LHCb experiment during the years 2017-2018, to achieve an un-precedented precision and hopefully clarify the current situation.


Applicant profile: The ideal candidate will have some experience in experimental particle physics, a strong interest in data analysis and good software skills (C++, python, ROOT).

She/he should have excellent academic background. There is the possibily to continue for a 3-years PhD after the master internship period.


Applications should be sent to: Olivier.Leroy@in2p3.fr


Keywords: Experimental High Energy Physics, LHCb, Flavour physics, New Physics, Beyond the Standard Model searches. LFU, Lepton Flavour Universality, Flavour anomalies, Data analysis.


References:


- Measurement of BDτν B \to D^* \tau\nu branching fraction using three-prong τ \tau decays, Phys. Rev. D97, 072013 (2018).


- Model-independent method for measuring the angular coefficients of BDτν B \to D^* \tau\nu decays, JHEP 11 (2019) 133


Mots clefs :
Physique des particules
Code :
M2-2021-LH-01
Mécanique
Conception et développement d'un outillage pour découper et coller les joints toriques
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Responsable :
Philippe LAGIER - 04.91.82.72.78 - lagier@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

Dans le cadre de l'expérience sous-marine KM3NeT dédiée à la recherche fondamentale, nous déployons par 2500m de fond un détecteur à neutrinos de plusieurs millions d'euros. Il s'agit d'un réseau de lignes verticales posées sur le fond marin, reliées par câbles à des n?uds. Les structures mécaniques instrumentées que nous déployons comportent, entre autres, des enceintes sphériques d'un mètre de diamètre dont l'étanchéité est un point vital pour le projet. Pour cela, nous devons réaliser des joints toriques à partir d'une corde, avec une qualité élevée et constante. L'objet du stage proposé est de concevoir, avec le logiciel Catia, les outils nécessaires à la bonne réalisation de ces joints : mesure des longueurs, découpes précises et collages homogènes. Selon l'avancée du stage, il pourra être envisagé idéalement de lancer leur fabrication puis de mener des campagnes de tests.


Mots clefs :
Mécanique
Code :
M2-2021-ME-01
Renoir
Study and calibration of the EUCLID/NISP Photo-Z for precision cosmology
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Responsable :
William GILLARD - gillard@cppm.in2p3.fr & Stephanie ESCOFFIER - escoffier@cppm.in2p3.fr
Description :

The standard model of cosmology, known as the LCDM model, when confronted with observation, describes our Universe as being composed of 27% dark matter and 68% dark energy. Understanding the nature of these two energy components remains one of the greatest challenges of contemporary physics.


ESA's Euclid space mission, scheduled for launch in mid-2022, will constrain the evolutionary history of the Universe [H(z)] and the growth factor of large structures [f(z)], necessary to test Einstein's general relativity on large scales. Two instruments will be on board the Euclid satellite, the near-infrared spectro-photometer (NISP) and the visible imager (VIS), to map the Universe over a period of 6 years.


The NISP instrument, which combines an imager and a near-infrared spectrometer, is dedicated to the three-dimensional mapping of our Universe. The spectroscopic survey will observe 50 million galaxies in redshifts ranging from 0.9 to 1.8. The photometric survey will provide the image and the photometric redshift of two billion galaxies up to a magnitude of 24.5 AB covering the redshift range 0 < z < 2.5. The photometric sample, rich of its billions of galaxies, will be able to probe the Acoustic Baryonic Ocsillation (ABO) by a tomographic analysis which consists in measuring the angular correlation of pairs of galaxies in many redshift bins. This tomographic approach allows to compensate the low resolution of the redshift of a photometric redshift, compared to the spectroscopic redshift, by the high number of observed galaxies. On the other hand, it is possible to improve the photometric redshift, also called photo-z, by calibrating the photo-z of a large sample of galaxies whose spectroscopic redshift is known.


The subject of this internship will be to study, develop and test methods for calibrating the Euclid photo-z from a sample of preselected galaxies that have been observed in both photometric and spectrometric modes of the NISP instrument. The candidate will test these methods on the Euclid FlagShip simulation, which is an N-Body simulation of an LCDM Universe containing more than 3 million objects. This internship could be pursued on a thesis on the same subject.


Keywords :

Cosmology, Galaxy Clusturing, BAO, Data Analyses, EUCLID, NISP, Photometry, Spectroscopy, Simulation


Applicant profile :

Candidates should follow a Master 2 in fundamental physics or astrophysics. Candidates should shows interest in cosmology and machine learning tools. Programming skills (python, C++), strong motivation, ability to work in teams are highly recommanded.


Candidates should by sending their CV and motivation letter as well as grades (Licence, M1 as well as their M2 if available) to both gillard@cppm.in2p3.fr and escoffier@cppm.in2p3.fr


Mots clefs :
Cosmologie observationnelle
Code :
M2-2021-RE-02
Relative bias of void tracers in eBOSS / Biais relatif des traceurs de matiere dans les vides cosmiques de eBOSS
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Responsable :
Stéphanie ESCOFFIER - 04 91 82 76 64 - escoffier@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

The various observations of the Universe have been indicating for twenty years now that the expansion of the Universe is accelerating. The standard model of cosmology, known as the LCDM model, describes the Universe as composed of 27% dark matter and 68% dark energy. Understanding the nature of these two energy components remains one of the greatest challenges in contemporary physics.


One promising way to constrain dark energy and gravity properties is based on the observation of large structures in the Universe, such as the recent extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS) that provides the observation of about 1.5 million of galaxies, the largest 3D map of the Universe ever made. eBOSS conducted a 5-year observation program, surveying the large-scale structure of the Universe over a redshift range from 0.6 to 3.5. The RENOIR team was involved in eBOSS, particularly in the study of cosmic voids, namely large under-dense regions surrounded by thin walls of galaxies. Voids are of prime interest to probe the dark energy that drives the cosmic acceleration since dark energy is expected to be dominant in these emptier regions.


The candidate will work on a cosmic voids catalog based on eBOSS DR16 data and will study the relative bias of galaxies that are located in the vicinity of cosmic voids, between two different tracers of matter, the Luminous Red Galaxies (LRG) and the Emission Line Galaxies (ELG). This work could be continued in a PhD thesis on the cross-correlation between voids and CMB.


Ref: 1806.06860 [astro-ph.CO]


2007.09013 [astro-ph.CO]

_____________________________________


Les différentes observations de l'Univers indiquent depuis près de vingt ans maintenant que l'expansion de l'Univers s'accélère. Le modèle standard de la cosmologie, connu sous le nom de modèle LCDM, décrit l'Univers comme étant composé de 27% de matière noire et de 68% d'énergie noire. La compréhension de la nature de ces deux composantes énergétiques reste l'un des plus grands défis de la physique contemporaine.


L'observation des grandes structures de l'Univers constitue un moyen prometteur de contraindre les propriétés de l'énergie sombre et de la gravité. C'est le cas du recent sondage spectroscopique de galaxies eBOSS, qui a permis d'observer plus de 1,5 million de galaxies, réalisant ainsi la plus grande carte 3D de l'Univers jamais réalisée. eBOSS a mené un programme d'observation de 5 ans, en étudiant la structure de l'Univers à grande échelle sur un domaine en redshift allant de 0,6 à 3,5. L'équipe RENOIR a participé au projet eBOSS, en particulier avec l'étude des vides cosmiques, grandes régions sous-denses entourées de minces parois de galaxies. Les vides sont d'un intérêt primordial pour sonder l'énergie sombre puisque l'énergie sombre devrait être dominante dans ces régions vides.


Le candidat travaillera sur un catalogue des vides cosmiques basé sur les données eBOSS DR16 et étudiera le biais relatif des galaxies qui sont situées à proximité des vides cosmiques, entre deux traceurs différents de la matière, les galaxies rouges lumineuses (LRG) et les galaxies à raies d'émission (ELG). Ce travail pourrait être poursuivi dans le cadre d'une thèse de doctorat sur la corrélation entre les vides et les CMB.


Mots clefs :
Cosmologie observationnelle
Code :
M2-2021-RE-04
Constraining dark energy parameters or probing new cosmology with supernova dataset
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Responsable :
Dominique Fouchez - 04.91.82.72.49 - fouchez@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

Twenty years after the discovery of the current acceleration of the expansion of the universe by supernova measurements, the supernova probe remains the most accurate way to measure the parameters of this recent period in the history of our universe dominated by the so-called dark energy.


The precision measurements that can be performed by the supenova probe will be a crucial element that, in combination with other probes (LSS, weak lenses, CMB, etc.), will put strong constraints on the nature of dark energy. This will be made possible by the exceptional Supernova data set to be provided by LSST, with a combination of huge statistics and extreme calibration accuracy.


The Rubin observatory with the Large Survey of Space and Time (Rubin/LSST) project will be commissioned in 2022 and will run at full speed by the end of 2023. It is an 8.4-metre telescope with a 3.2 billion pixel camera, the most powerful ever built.

This telescope will take a picture of half the sky every three nights for ten years. This survey will make it possible to measure billions of galaxies with great accuracy and to track the variation over time of all transient objects. With many other astrophysical studies, it will be a very powerful machine for determining cosmological parameters using many different probes and, in particular, it will impose strong constraints on the nature of dark energy. The LSST project aims to discover up to half a million supernovae. This two to three orders of magnitude improvement in statistics over the current data set will allow accurate testing of dark energy parameters and will also impose new constraints on the universe's isotropy.


In this Master 2 internship we propose to prepare the first analysis of LSST supernova data by performing an analysis using LSST software and our deep learning method for identifying supernova on existing HSC/Subsaru data. Indeed, the HSC data has characteristics that are very close to what we expect with Rubin/LSST. The CPPM LSST group is already engaged in precision photometry work for LSST with direct involvement in algorithm validation within DESC/LSST [1][2][3] and has proposed a new deep learning method to improve the photometric identification of supernovae [4] and photometric redshifts [5].


[1] https://www.lsst.org/content/lsst-science-drivers-reference-design-and-anticipated-data-products

[2] https://arxiv.org/abs/1211.0310

[3] https://www.lsst.org/about/dm

[4] https://arxiv.org/abs/1901.01298

[5] https://arxiv.org/abs/1806.06607

[6] https://arxiv.org/abs/1401.4064


Mots clefs :
Cosmologie observationnelle
Code :
M2-2021-RE-03
Analyse des données de calibration des détecteurs infrarouges du spectrophotomètre NISP pour la mission spatiale Euclid de l'ESA
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Responsable :
Aurélia Secroun - 04 91 82 72 15 - secroun@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

La mission Euclid (http://www.euclid-ec.org) est un projet majeur de l'ESA qui lancera en 2022 un télescope spatial dédié à la compréhension de l'Univers et réalisera une cartographie de tout le ciel. D'une précision jamais atteinte auparavant, ces mesures des grandes structures de l'Univers lointain permettront de tester le modèle cosmologique et en particulier de questionner la nature de l'énergie noire. La cartographie sera obtenue grâce au spectrophotomètre NISP et les 16 détecteurs infrarouges de son plan focal dont le CPPM a réalisé la calibration au sol, étape fondamentale pour valider les performances de l'instrument.


Activité principale

Les détecteurs infrarouges du NISP ont été développés expressément pour la mission Euclid. À la pointe de la technologie, chacun est constitué d'une matrice de 2048 x 2048 pixels. Leur calibration a généré plus de 500 To de données dont doit être extrait un modèle de performance. Le stagiaire cherchera à modéliser la réponse des détecteurs à travers l'étude des paramètres caractéristiques tels que le gain de conversion.

Pour ce faire, le stagiaire devra :

1. Étudier les méthodes décrites dans l'état de l'art

2. Implémenter des méthodes choisies en python

3. Tester les codes sur les données disponibles au laboratoire et évaluer la précision et les interdépendances des paramètres

4. Extraire des cartes de performance par pixel


Connaissances requises

• Base solide en programmation en langage python

• Bonnes connaissances en traitement du signal

• Connaissance de l'instrumentation et de la technologie des semi-conducteurs


Contact : CV + lettre de motivation à

Aurélia Secroun, Ingénieure de Recherche CPPM

Tel : 04 91 82 72 15 mail : secroun@cppm.in2p3.fr

Le stage de 6 mois sera conventionné et rémunéré


Mots clefs :
Instrumentation
Code :
M2-2021-RE-01

Stages M1


HESS-CTA
Study of the improvement of CTA sensitivity by including low quality events
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Responsable :
Franca Cassol - cassol@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

Cherenkov Telescope Array (CTA) is a worldwide project to construct the next generation ground based very-high-energy gamma-ray instrument [1][2]. CTA will provide an unprecedented insight into the very high energy (VHE) Universe and in particular will explore the energy region above few tens of TeV with an unprecedent angular resolution. One of the main goals of CTA is the understanding of the origin of galactic cosmic rays. Astrophysical sources emitting gammas at energies above 100 TeV are very good candidates for cosmic ray accelerators at PeV energies (PeVatrons).


Gamma-ray events at VHE are very rare, reducing the reconstruction quality criteria could improve the number of reconstructed events at the cost of including events characterized by a degraded instrument response function (IRF) in the analysis. During the internship the student will study the effect of adding events belonging to different quality classes to the observation of very high energy gamma-ray sources. S/he will first modify the standard IRFs of CTA in order to describe a degraded event reconstruction, then s/he will study CTA sensitivity and spectral detection capability for high energy gamma-ray sources, simulated under different conditions.

The project will be based on the gammapy package [3]. An elementary knowledge of python is demanded.


References:

[1] Science with the Cherenkov Telescope Array: https://arxiv.org/abs/1709.07997

[2] https://www.cta-observatory.org/

[3] https://gammapy.org


Mots clefs :
Astroparticules
Code :
M1-2021-CT-01
Informatique
Mise en œuvre et intégration du pipeline GP1 pour le télescope Colibri
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Responsable :
Michel Ageron - 7284 - ageron@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

Les images prises par le télescope Colibri suite à une alerte SVOM, doivent être traitées pour en extraire les paramètres importants. Ces paramètres sont ensuite mis en forme dans des template de produits scientifiques et ensuite envoyés au FSC (French Science Center).

Le pipeline existe actuellement et en production sur d'autres telescopes similaires. L'intégration de ce pipeline dans l'ensemble de traitement des données de Colibri sera fait au CPPM. Le travail du stagiaire consistera à faire l'integration de ces pipelines dans l'infrastructure de COLIBRI, d'interfacer les résultats de l'analyse d'images avec les formats requis par SVOM, et de tester ces performances en terme de rapidité et de stabilité en utilisant des images d'archive. Le stagiaire participera aussi à la mise en oeuvre du pipeline pour les premieres images de COLIBRI lors des tests à l'Observatoire de Haute Provence.


Mots clefs :
Informatique
Code :
M1-2021-IN-01
KM3NeT
Development of a neutrino filter in the FINK broker
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Responsable :
Damien Dornic - 0491827682 - dornic@cppm.in2p3.fr
Description :

Time-domain astronomy has received a considerable boost in recent years due to its ability to study extreme physics, to track cataclysmic phenomena like the birth of stellar mass black holes or the mergers of neutron stars, to probe distant

regions of the Universe, and to identify candidate sources for multi-messenger astrophysics. These explosive events can release enormous amounts of energy both in electromagnetic radiation and in non-electromagnetic forms such as neutrinos

and gravitational waves. They lie at the frontier of our understanding of the laws of physics under the most extreme conditions. Multi-messenger astronomy – the observation of astrophysical objects and processes using combinations of different messengers such as electromagnetic radiation, neutrinos, cosmic rays and gravitational waves – has emerged as a major new field in astronomy during the last years.


In CPPM, we are mainly working on the development of multi-messenger analyses with high-energy neutrinos detected with ANTARES and KM3NeT neutrino telescopes. In this context, we are developing a real-time analysis framework that is able to send neutrino alerts and to receive and process a cross-match analysis with high-energy neutrinos. In the next years, the LSST telescope in Chile will be one of the major discover of optical transients. Around a million triggers are expected each night. To account for these large numbers, LSST is developing some brokers to filter the alerts. In France, some colleagues are implementing the FINK broker (https://arxiv.org/abs/2009.10185). Some actual data are available with the ZTF telescope in US.


During this intern ship, the student will implement a filter chain in the broker to identify the most interesting candidates for the neutrino searches. It will filter on the nature of the transient, the number of detections, the light-curve and some cross-matches with astrophysical catalogues.


The analyses will be performed using C++ or python.


Mots clefs :
Astroparticules
Code :
M1-2021-KM-01
amélioration de la conception d'un container sous-marin
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Responsable :
Aurélien Marini - 04 91 82 72 05 - marini@cppm.in2p3.fr
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Description :

Le Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), unité mixte de recherche CNRS-AMU de 170 personnes, propose un stage en conception mécanique.

Dans le cadre du développement du télescope sous-marin KM3NeT/ORCA, le CPPM est notamment en charge du développement et de la mise en service d'un container comprenant les parties électroniques, optiques et de puissance des lignes de détection.

Le stagiaire aura pour mission de faire évoluer le modèle CAO de ce container afin de s'adapter d'une part aux nouvelles conceptions des composants optiques et électroniques et d'autre part à la structuration PBS retenue. Il réalisera également les mises en plan. Selon l'avancement, il sera possible de gérer le stockage de ces documents dans une base de données ainsi que d'effectuer des activités d'intégration ou de contrôle qualité.


Mots clefs :
Mécanique
Code :
M1-2021-KM-03
Design of a Tagged Long Baseline Neutrino Experiment
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Responsable :
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

Why does the universe contains matter?

One of the keys to this question is the yet unknown CP violation in the

neutrino sector and a world wide experimental effort is ongoing to

measure this effect.

Our group is exploring a novel experimental strategy to perform this

measurement based on advanced beam tracker technologies installed at

accelerator neutrino experiments with a far detector made of an

extremely large submarine water Cerenkov neutrino telescope.


During this internship, the student will participate to the

optimisation of the experimental setup. He will in particular

contribute to determination of the key specifications for the beam

trackers using state of the art programming tools (ROOT, python, c++).


Mots clefs :
Physique des particules
Code :
M1-2021-KM-05
Modelling of light propagation in sea water
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Responsable :
Jürgen Brunner - 04 91 82 72 49 - brunner@cppm.in2p3.fr
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Description :

Signals from neutrino interactions which are detected in neutrino telescopes such as KM3NeT and Antares stem from Cherenkov light emitted by charged particles which are created in the neutrino interaction. The emitted light might travel large distances in sea water before hitting an optical module and being detected by a photomultiplier. The understanding of light propagation in sea water is of utmost importance for precision measurements in neutrino telescopes.


During the internship the student should develop a tool to simulate signals from artificial light sources at the photomultipliers of the neutrino telescope. Wave length dependent absorption and scattering processes should be included.


Mots clefs :
Astroparticules
Code :
M1-2021-KM-02
LHCb
Search for the very rare decay Bd->K* tau tau
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Responsable :
Giampierro Mancinelli
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

The student will participate to the final stage of the search for the bsττ b \rightarrow s \tau \tau transition mode BdKτ+τ B_d \rightarrow K^* \tau^+ \tau^- . The first limit (or evidence) of this decay is eagerly awaited for by the heavy flavor community, as its branching ratio could be heavily enhanced with respect to that predicted in the Standard Model by the most favored models, given the not-s-recent anomalies found (mostly) by the LHCb, Belle and BaBar collaborations.


Mots clefs :
Physique des particules
Code :
M1-2021-LH-01
Renoir
Cosmology with type-Ia supernovae
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Responsable :
Julian Bautista - 063098580 - bautista@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

The goal of the projet is to get familiarised with the analysis tools used to study dark energy from type-Ia supernovae data. We will use available data and fit dark energy models, deriving constraints on the parameters that describe it. We will use these results and combine with constraints from other cosmological probes such as baryon acoustic oscillations, and the cosmic microwave background.


Mots clefs :
Cosmologie observationnelle
Code :
M1-2021-RE-04
Impact des neutrinos sur l'abondance des vides cosmiques dans les grands relevés de galaxies
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Responsable :
Stéphanie ESCOFFIER - 04 91 82 76 64 - escoffier@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

Les différentes observations de l'Univers indiquent depuis une vingtaine d'années que l'expansion de l'Univers s'accélère. Le modèle standard de la cosmologie, connu sous le nom de modèle LCDM, décrit l'Univers comme étant composé de 27% de matière noire et de 68% d'énergie noire. Comprendre la nature de ces deux composantes énergétiques reste l'un des plus grands défis de la physique contemporaine.


Une façon prometteuse de contraindre les propriétés de l'énergie noire et de la gravité est basée sur l'observation de grandes structures de l'Univers. En particulier les galaxies sont distribuées selon des filaments de matière, qui délimitent de grandes régions sous-denses appelées vides cosmiques. La taille de ces vides et leur abondance peuvent donner des informations précieuses quant au contenu énergétique de l'Univers, en particulier à la présence de neutrinos massifs dans l'Univers.


Le ou la candidate travaillera sur un catalogue de vides cosmiques basé sur les simulations DEMNunI, qui incluent plusieurs scénarios de masse de neutrinos. L'objectif du stage est d'étudier la dépendance du nombre de vides cosmiques en fonction de leur taille, pour différents scénarios de masse de neutrinos. Ce travail se place dans le cadre des études cosmologiques qui seront menées dans les futurs grands relavés de galaxie comme Euclid.


Ref:

• « Massive Neutrinos Leave Fingerprints on Cosmic Voids », Kreisch et al 2019 1808.07464 [astro-ph.CO]


Mots clefs :
Cosmologie observationnelle
Code :
M1-2021-RE-01
Tomographic galaxy clustering with the Euclid flagship catalog
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Responsable :
William Gillard - gillard@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

The standard model of cosmology, known as the LCDM model, when confronted with observation, describes our Universe as being composed of 27% dark matter and 68% dark energy. Understanding the nature of these two energy components remains one of the greatest challenges of contemporary physics.


ESA's Euclid space mission, scheduled for launch in mid-2022, will constrain the evolutionary history of the Universe [H(z)] and the growth factor of large structures [f(z)], necessary to test Einstein's general relativity on large scales. Two instruments will be on board the Euclid satellite, the near-infrared spectro-photometer (NISP) and the visible imager (VIS), to map the Universe over a period of 6 years.


The NISP instrument, which combines an imager and a near-infrared spectrometer, is dedicated to the three-dimensional mapping of our Universe. The spectroscopic survey will observe 50 million galaxies in redshifts ranging from 0.9 to 1.8. The photometric survey will provide the image and the photometric redshift of two billion galaxies up to a magnitude of 24.5 AB covering the redshift range 0 < z < 2.5. The photometric sample, rich of its billions of galaxies, will be able to probe the Acoustic Baryonic Ocsillation (ABO) by a tomographic analysis which consists in measuring the angular correlation of pairs of galaxies in many redshift bins. This tomographic approach allows to compensate the low resolution of the redshift of a photometric redshift, compared to the spectroscopic redshift, by the high number of observed galaxies. On the other hand, it is possible to improve the photometric redshift, also called photo-z, by calibrating the photo-z of a large sample of galaxies whose spectroscopic redshift is known.


The subject of this internship will be use the flagship catalog, a LCDM simulation of our Univers made for the EUCLID mission, to perform tomographic analyses of the Euclid photo-z catalog to predict gain on the precision on the cosmological parameters one can obtain by using EUCLID photometric redshift to infer cosmological parameters.


Mots clefs :
Cosmologie observationnelle
Code :
M1-2021-RE-03

Stages Techniques


Atlas
Conception d'un circuit de réception optique en CMOS 28 nm pour les futures expériences du CERN
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Responsable :
Frederic Hachon - 04 91 82 76 71 - hachon@cppm.in2p3.fr
Description :

Le Centre de physique des particules de Marseille, CPPM, est une unité mixte de recherche (UMR 7346) qui relève de l'IN2P3 : institut regroupant les activités de physique des particules et de physique nucléaire au sein du CNRS et d'Aix-Marseille Université. L'expérience ATLAS du CERN à Genève fait l'objet d'une collaboration internationale de 3 000 scientifiques issus de 174 instituts, représentant pas moins de 38 pays.

ATLAS est l'un des détecteurs polyvalents du grand collisionneur de hadrons, le LHC, le plus grand et puissant accélérateur de particules au monde. L'un des grands challenges techniques au niveau de l'expérience ATLAS réside dans l'augmentation du nombre de données à acheminer depuis le détecteur vers les fermes de calcul.

Les circuits intégrés spécifiques très haut débit et durcis contre les irradiations sont des éléments essentiels pour la transmission de ces données. Le CPPM participe depuis plusieurs années au projet GBT (GigaBit Transceiver) du CERN regroupant plusieurs instituts et s'intéresse au développement de liens optiques à très haut débit affichant une faible consommation d'énergie,

une bonne conformité aux contraintes temporelles et une très bonne qualité en termes d'intégrité du signal.

Le CPPM s'intéresse particulièrement à la conception de l'ASIC de réception optique et a déjà développé une circuit de réception à 5 Gbit/s en process CMOS 130 nm utilisé pour la production de dizaines de milliers de modules optiques qui équiperont les différentes expériences du LHC au CERN.

La prochaine étape consiste au développement de circuits à 20 Gbit/s en utilisant le process CMOS 28 nm.

Activité principale :

Le but de ce stage est de proposer une architecture haute vitesse, très bas bruit très basse

consommation pour le circuit de transmission de données. Le circuit sera par la suite conçu en

utilisant le process CMOS 28 nm.

Le stage de 6 mois sera organisé en plusieurs étapes :

• Etude de l'interface de transmission des données à haut débit de l'expérience

ATLAS

• Etude et optimisation du circuit d'émission ou de réception à 20 Gbit/s

• Etude des effets de la dose ionisante

• Simulation et optimisation du circuit sous Cadence Virtuoso

• Dessin des masques sous cadence


Connaissances requises :

• Bonnes connaissances en conception de circuits analogiques CMOS

• Le développement de bancs de test basés sur des FPGA est considéré comme un avantage

Contact : CV + lettre de motivation avec la référence « ATLAS_MicroElec » à

Frédéric HACHON, Ingénieur de Recherche CPPM

Tél : 04 91 82 76 71 Mél: hachon @cppm.in2p3.fr

Le stage de 6 mois sera conventionné et rémunéré.


Retrouvez nos offres de stages ingénieur/M2 en pdf sur

https://www.cppm.in2p3.fr/~hachon/stages_ingenieur_2021


Mots clefs :
Electronique
Code :
Ingenieur-2021-AT-02
Plateformes électroniques de test et de caractérisation à base de FPGA de dernière génération Intel
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Responsable :
Frederic Hachon - 04 91 82 76 71 - hachon@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

Le Centre de physique des particules de Marseille, CPPM, est une unité mixte de recherche (UMR 7346)qui relève de l'IN2P3, institut qui regroupe les activités de physique des particules et de physique nucléaire au sein du CNRS et d'Aix-Marseille Université. Le CPPM travaille notamment sur l'expérience ATLAS basée au CERN à Genève,le plus puissant accélérateur de particules au monde.

Le CPPM est l'un des membres d'une collaboration internationale de 3 000 scientifiques issus de 174 instituts, représentant pas moins de 38 pays. Une mise à niveau de ATLAS sera déployée à l'horizon 2026.

Dans ce cadre,le CPPM participe fortement à un projet R&D d'upgrade du système d'acquisition des données et du trigger.

Le CPPM a développé deux plateformes de test, dont une au format ATCA, standard très utilisé dans le monde des Télécoms. Sa livraison est prévue pour Avril 2021. Cette carte de haute densité(20 couches),intègre 24 modules optiques et deux FPGA INTEL de dernière génération de type Stratix 10. Elle permettra de mettre en oeuvre des liaisons série sur fibres optiques à très haut débit (jusqu'à 25 Gbit/s).Ces liaisons sont basées sur des protocoles propriétaires du CERN tolérants aux radiations. Cette carte permettra également de valider les composants, ainsi que le challenge technique sur la consommation et la dissipation thermique .


Activité principale :

Le ou la stagiaire sera intégré(e) à l'équipe de développement, les missions à mener regroupent un spectre

large d'activités. Le travail proposé pourra être selon les goûts et les connaissances du ou de la

candidat(e). Il ou elle pourra alors réviser la procédure et participer aux tests de composants, mais aussi,

développer des firmwares FPGA et softwares qui permettront de tester les plateformes électroniques.

Le ou la stagiaire pourra participer à :

• l'étude des architectures électroniques des plateformes

• la révision d'une procédure de test de chaque fonction : alimentation, système d'horloge, …

• le développement de firmwares FPGA et de drivers en C pour mettre en oeuvre et tester les

périphériques de la carte utilisant des bus série de type I2C, SPI ..

• le développement logiciel d'une interface graphique pour piloter à distance les plateformes

• la caractérisation des liens sériels en mesurant le diagramme de l'oeil avec un oscilloscope de

pointe (type Serial Data Analyser de chez Lecroy) et en mesurant les jitters.

• l'identification des bugs préliminaires et la proposition des corrections pour un nouveau prototype

Le ou la stagiaire sera accueilli(e) au sein du service électronique qui possède un savoir-faire étendu dans

le design de firmware FPGA et la conception de cartes électronique rapides à haute densité.

Le travail s'effectuera dans un environnement de recherche international. Des déplacements au CERN à

Genève seront possibles en vue d'assister à des réunions de collaboration et y présenter son travail .


Connaissances requises :

• Bonnes connaissances en électronique générale

• Bonnes connaissances en design FPGA en langage VHDL, avec Quartus

• Développements de logiciels en langage C, C++, Python, LabView


Contact : CV + lettre de motivation avec la référence « ATLAS_Plateforme » à

Frédéric HACHON, Ingénieur de Recherche CPPM

Tél : 04 91 82 76 71 Mél: ha chon @cppm.in2p3.fr

Le stage de 6 mois sera conventionné et rémunéré. Marseille, le 22 décembre 2020


Mots clefs :
Electronique
Code :
Ingenieur-2021-AT-04
Bancs de test et de caractérisation de circuits intégrés pour les futurs collisionneurs de particules
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Responsable :
Frederic Hachon - 04 91 82 76 71 - hachon@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

Le Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM) participe à plusieurs projets visant à développer des circuits intégrés monolithiques pour les futurs collisionneurs de particules. Le CPPM travaille en collaboration avec plusieurs partenaires, en particulier avec le CERN (« Centre Européen pour la Recherche Nucléaire ») ainsi que l'Université de Bonn, le CEA et d'autres laboratoires CNRS. Cette année, avec nos partenaires, nous avons lancé en fabrication 3 circuits intégrés que nous souhaitons caractériser en 2021.

Les deux premiers circuits, baptisés ‘TJ_MONOPIX2' et ‘LF_MONOPIX2', sont conçus en technologie TJ 180 nm et LF 180 nm . Chacun de ces circuits est constitué d'une matrice de pixels capable de détecter les particules qui le traversent avec une précision spatiale inférieure à 200 ?m et une précision temporelle inférieure à 25 ns. Un troisième circuit est conçu en technologie TJ 65 nm et contient un ensemble d'oscillateurs en anneau formé de cellules numériques standards. La mesure de la fréquence d'oscillation permet de caractériser les performances de ces cellules en fonction de plusieurs paramètres :

la température, les conditions de polarisation et la dose en irradiation .


Activité principale :

Le/la stagiaire a pour mission de contribuer au développement des bancs de tests et de caractérisation des circuits.

Un banc est constitué de manière générale de :

• Un circuit intégré (ASIC) monté sur une carte fille

• Une carte mère qui intègre un FPGA et un micro-processeur

• Un PC contrôlant les cartes et instruments de mesures (oscilloscope, des multimètres, etc..)


Un programme en C++ ou Python pilote le microprocesseur pour gérer les sources

d'alimentation sur la carte mère, ainsi que le « slow control ». Ensuite, un firmware en VHDL est développé pour le FPGA qui commande l'ASIC en temps réel et récupère les résultats de la mesure. Les données sont stockées sur le PC et traitées par un software en Python ou autre. LabView est également envisagé pour piloter les appareils de mesures.


Le stage comportera plusieurs étapes :

• Prise en main du banc de test,

• Maîtrise, débogage des différentes fonctions du banc

• Tests de différents circuits intégrés

• Traitement de données et interprétation des résultats


Connaissances requises :

• Bonnes connaissances en électronique générale

• Bonnes connaissances en design FPGA en langage VHDL et avec Quartus

• Développements de logiciels en langage C++, Python, LabView


Contact : CV + lettre de motivation avec la référence « ATLAS_Test » à

Frédéric HACHON, Ingénieur de Recherche CPPM

Tél : 04 91 82 76 71 Mél: ha chon @cppm.in2p3.fr

Le stage de 6 mois sera conventionné et rémunéré.


Retrouvez nos offres de stages ingénieur/M2 en pdf sur

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Mots clefs :
Electronique
Code :
Ingenieur-2021-AT-03
Développement de fonctions informatiques de contrôle et de diagnostic d'une carte électronique ATLAS
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Responsable :
Laugier Danièle - 0491827271 - laugier@cppm.in3p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

Le Centre de physique des particules de Marseille, CPPM, est une unité mixte de recherche (UMR 7346) qui relève de l'IN2P3 : institut regroupant les activités de physique des particules et de physique nucléaire au sein du CNRS et d'Aix-Marseille Université. L'expérience ATLAS au CERN à Genève fait l'objet d'une collaboration internationale de 3 000 scientifiques issus de 174 instituts, représentant pas moins de 38 pays. Dans ce cadre, nous intervenons sur l'acquisition de données temps réel d'un de ses détecteurs, son Calorimètre à Argon Liquide.

L'électronique amont (front end) de ce détecteur est pilotée par une carte d'interface dont le logiciel de contrôle est développé au CPPM.

Le projet consiste à élaborer des outils informatiques d'aide au diagnostic et au suivi de cette carte électronique et de contribuer à améliorer les outils de contrôle.


Activité principale :

Dans un premier temps, le ou la stagiaire se familiarisera avec les logiciels et les bancs de test existant. Ensuite, il (elle) devra faire évoluer les logiciels existant pour implémenter des méthodes de diagnostic et de suivi, ainsi que de nouvelles commandes de contrôle, et plus généralement d'améliorer les performances du système. Outre l'utilisation des langages C++, C et python, Il (elle) sera amené(e) aussi à travailler avec le progiciel WINCCOA.

WINCCOA est une plateforme logiciel qui permet de développer des interfaces homme-machine et faire des programmes de contrôle de matériels.


Le (la) stagiaire sera intégré(e) au groupe ATLAS Calorimétrie du CPPM et interagira avec les doctorants, les ingénieurs et les physiciens de ce groupe. Les développements se feront à Marseille avec des missions d'intégration et de tests au CERN. Des déplacements à Genève seront à prévoir. Il (elle) aura à présenter régulièrement son travail en réunion de groupe et le cas échéant dans des réunions de travail internationales du groupe Calorimètre ATLAS. Ce travail dans un environnement de recherche international, tel que le CERN et ATLAS, est une opportunité unique qui constituera pour le ou la stagiaire un aspect important de sa formation.


Connaissances requises :

• Maîtrise des langages C, C++ et Python.

• Bonnes bases en électronique numérique et FPGA.

• Bon niveau d'anglais orale et écrit pour travailler avec la collaboration du CERN et y présenter les résultats.


Contact : CV + lettre de motivation avec la référence « ATLAS_Info » à

Danièle LAUGIER, Ingénieur de Recherche CPPM

Tél : 04 91 82 72 71 email : laugier@cppm.in2p3.fr

Le stage de 6 mois sera conventionné et rémunéré.

Retrouvez cette offre sur « http://www.cppm.in2p3.fr », rubrique « emploi, stages ingénieur


Mots clefs :
Informatique
Code :
Ingenieur-2021-AT-05
Conception de building block en technologie CMOS adapté au détecteur pixellisé du trajectographe d ATLAS
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Responsable :
Frederic Hachon - 04 91 82 76 71 - hachon@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

ATLAS est l'un des grands détecteurs polyvalents du grand collisionneur de hadrons (LHC)du CERN. Il a été conçu et construit pour mettre en évidence le boson de Higgs, tester de nouveaux modèles de physique et rechercher les signatures de nouvelles particules.

Le détecteur ATLAS est le détecteur de particules le plus volumineux jamais construit. Il mesure 46 m de long, 25 m de haut et 25 m de large. Il pèse 7000 tonnes et se situe dans une caverne,à 100 m sous terre.

Au CPPM, un groupe d'une trentaine de physiciens, ingénieurs et techniciens est impliquédans le projet ATLAS et s'intéresse en particulier au développement du détecteur de vertex,détecteur interne le plus proche du point d'interaction. Ce détecteur de traces (trajectographe)est destiné à suivre le passage des particules dès leur formation.La brique élémentaire du trajectographe est un circuit intégré spécifique (ASIC) matriciel de plusieurs millions de transistors. Ce circuit opère comme un appareil photo, qui doit prendre une image de la détection des particules, toutes les 25 ns. Plusieurs contraintes de conception sont imposées sur l'électronique, comme la surface, la rapidité, la consommation et la précision.

Afin de fonctionner en toute autonomie, le circuit a besoin de fonctions générales,comme un « bandgap reference », un capteur de température, un buffer analogique et son ADC, des circuits numériques de décisions et mémoires, ou encore un système de distribution des alimentations ou polarisations des étages.

Des étages d'entrée/sortie à hautes vitesses comme les standards LVDS ou CML seront aussi intégrés.


Activité principale :

Dans un premier temps, le/la stagiaire doit mener une recherche bibliographique détaillée sur une des fonctions générales.

Ensuite, il/elle doit proposer et concevoir une des fonctions qui

soit le mieux adaptée à l'application selon le cahier des charges fourni.

En fonction de l'avancement du projet, le/la stagiaire aidera l'équipe de conception à finaliser le circuit ASIC, pour une fabrication courant 2021.



- Etude bibliographique sur les architectures de la fonction


- Conception, simulation sous Cadence


- Dessin des masques (Layout)


- Simulation post-layout


- Des tests sur d'anciens circuits sont à prévoir


Connaissances requises :


- Bonnes connaissances en conception de circuits intégrés en technologie CMOS


- Connaissance dans la manipulation d'instruments de mesure


Contact : CV + lettre de motivation avec la référence « ATLAS_Asic » à

Frédéric HACHON, Ingénieur de Recherche CPPM

Tél : +33 4 91 82 76 71 - Mél : h a c ho n @c p pm.i n 2p3 . f r

Le stage de 6 mois sera conventionné et rémunéré.


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Mots clefs :
Electronique
Code :
Ingenieur-2021-AT-01
Instrumentation
Contrôle-commande et traitement du signal d'un banc interférométrique pour la mesure des ondes gravitationnelles dans le cadre de la mission spatiale LISA de l'ESA
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Responsable :
Aurélia Secroun - 0491827215 - secroun@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

La mission LISA (https://www.elisascience.org) est un projet satellite majeur de l'ESA dont l'objectif est de détecter des ondes gravitationnelles par mesure interférométrique grâce à une constellation de trois satellites en orbite autour du soleil. Un consortium de dix laboratoires français, dont le CPPM fait partie, s'est engagé à intégrer et tester les instruments à bord de LISA et le CPPM en particulier est responsable de la mise en œuvre du contrôle-commande du banc de test qui comprend tout le pilotage et monitoring du banc ainsi que l'analyse au premier niveau des signaux de l'instrument.


Activité principale :

Dans ce cadre, un démonstrateur de banc interférométrique est en cours de développement et sera installé en salle propre au laboratoire APC à Paris. Le contrôle-commande doit piloter les composants critiques de ce banc, à savoir deux lasers « maison » fonctionnant à 1064 nm qui génèrent le signal interférométrique, des injecteurs fibrés qui permettent de contrôler finement l'alignement des faisceaux, et des photodiodes à quadrant lues par des phasemètres qui mesurent le signal interféromètrique à la recherche d'un minuscule décalage de phase significatif du passage d'une onde gravitationnelle. L'ensemble des instruments est installé à Paris et est accessible depuis le CPPM par une prise de contrôle à distance via un LAN Gbit.


Le travail de l'ingénieur.e-stagiaire se concentrera sur le phasemètre, un appareil de mesure de phase développé en laboratoire à l'AEI (Albert Einstein Institute, Allemagne). Ainsi l'ingénieur.e-stagiaire devra :

1) Mettre en place le pilotage d'un phasemètre et l'intégrer au commande-contrôle du banc déjà existant à partir d'un code écrit en langage C et développé par l'AEI.

2) Implémenter la synchronisation des signaux de trois phasemètres lus en parallèle.

3) Traiter les signaux bruts en sortie des phasemètres en temps réel (400Hz) incluant des corrections de perte de trame, de gain, etc.

4) Extraire des signaux bruts plusieurs grandeurs physiques importantes dans les domaines temporel et fréquentiel comme la DSA (Densité Spectrale d'Amplitude) entre 1mHz et 10 Hz.

L'ingénieur.e stagiaire sera amené.e à participer aux réunions du projet pour exposer son travail et éventuellement à se déplacer à Paris pour valider son travail.


Connaissances requises :

• Base technique solide en instrumentation

• Base solide en programmation en langage Python avec une bonne connaissance du langage C

• Bonnes connaissances en traitement du signal


Contact : CV + lettre de motivation avec la référence « LISA » à

Aurélia Secroun, Ingénieure de Recherche CPPM

Tel : 04 91 82 72 15 email : secroun@cppm.in2p3.fr

Le stage de 6 mois sera conventionné et rémunéré.


Mots clefs :
Instrumentation
Code :
Ingenieur-2021-IS-01
LHCb
Participation aux développements d'une carte d'acquisition de données rapides avec FPGA
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Responsable :
Frederic Hachon - 04 91 82 76 71 - hachon@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

Le Centre de Physique des Particules de Marseille, unité mixte CNRS/Aix-MarseilleUniversité,(http://marwww.in2p3.fr) est un des laboratoires de l'Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules (IN2P3), institut du CNRS qui regroupe les moyens de la physique des particules.

Le CPPM travaille notamment pour l'expérience LHCb (http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/), installée sur le LHC, l'accélérateur de particules et collisionneur proton-proton le plus puissant du monde,

au CERN à Genève (http://www.cern.ch).

Le CPPM vient de construire et de livrer au CERN le système d'acquisition en temps réel de LHCb :

lecture de l'ensemble des données (à 30 Terabits/s) des sous-détecteurs via 10000 fibres optiques au débit de 10 Gbits/s, traitement en temps réel,puis envoie vers une ferme de calcul de plusieurs milliers de processeurs.

Le CPPM s'intéresse désormais à la prochaine génération qui devra avoir une puissance de calcul 10 fois supérieure au système actuel. La technologie utilisée fera appel aux FPGAs les plus récents tels que l'AgileX d'INTEL avec 2.7 million de logic cells.


Activité principale :

Il s'agit de participer aux développements de la carte prototype du futur système.

Le travail proposé pourra être selon les goûts et les connaissances du ou de la candidat(e), soit de participer à la conception matérielle de la carte, soit d'élaborer les firmwares et softwares qui permettront de tester le fonctionnement du premier prototype.

Le travail sera défini conjointement avec le candidat.

Parmi les tâches proposées il y pourra y avoir:

• Étude des problèmes d'intégrité de signal et simulation de liaisons à 58

Gbits/s PAM4 ;

• Étude d'un système de monitoring automatique de la carte (courants, tension, température) ;

• Études thermiques et simulation du refroidissement de la carte ;

• Conception de parties de la carte (distribution d'horloge précise, drivers

optiques) ;

• Firmware FPGA d'interfaçage des périphériques (PLLs, senseurs, interfaces

optiques) ;

• Interfaçage de la carte au bus PCI Express Gen5 à 32Gbits/s ;

• Ecriture en langage Python du logiciel de programmation des circuits

périphériques du FPGA ;

• Ecriture en langage Python + PyQt d'un système de monitoring en temps réel de

la qualité des liens sériels de la carte par la technique du diagramme de

l'oeil ;


Le ou la stagiaire sera accueilli(e) au sein du service électronique du CPPM qui possède un savoir-faire étendu dans la programmation des FPGA et en conception de cartes à très haute densité.

Le travail s'effectuera dans un environnement de recherche international. Quelques déplacements au CERN (Genève) seront possibles en vue d'assister à des réunions de collaboration.


Connaissances requises :

• Transmission de signaux rapides ;

• Conception FPGA en langage VHDL sous Intel Altera Quartus;

• Programmation en langages Python et éventuellement PyQt ;


Contact : CV + lettre de motivation avec la référence « LHCb » à

Frédéric HACHON, Ingénieur de Recherche CPPM

Tél : 04 91 82 76 71 Mél: ha chon @cppm.in2p3.fr

Le stage de 6 mois sera conventionné et rémunéré.


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Mots clefs :
Electronique
Code :
Ingenieur-2021-LH-01
Mécanique
stage ouvrier /sensibilisation école d 'ingénieur
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Responsable :
mecanique - 0431427242 - cosquer@cppm.in2p3.fr
Description :

stage ouvrier au sein du service de mécanique sur projet km3

pas de gratification , 1 mois


Mots clefs :
Mécanique
Code :
Ingenieur-2021-ME-01
Renoir
Analyse des données de calibration des détecteurs infrarouges du spectrophotomètre NISP pour la mission spatiale Euclid de l'ESA
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Responsable :
Aurélia Secroun - 04 91 82 72 15 - secroun@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

La mission Euclid (http://www.euclid-ec.org) est un projet majeur de l'ESA qui lancera en 2022 un télescope spatial dédié à la compréhension de l'Univers et réalisera une cartographie de tout le ciel. D'une précision jamais atteinte auparavant, ces mesures des grandes structures de l'Univers lointain permettront de tester le modèle cosmologique et en particulier de questionner la nature de l'énergie noire. La cartographie sera obtenue grâce au spectrophotomètre NISP et les 16 détecteurs infrarouges de son plan focal dont le CPPM a réalisé la calibration au sol, étape fondamentale pour valider les performances de l'instrument.


Activité principale

Les détecteurs infrarouges du NISP ont été développés expressément pour la mission Euclid. À la pointe de la technologie, chacun est constitué d'une matrice de 2048 x 2048 pixels. Leur calibration a généré plus de 500 To de données dont doit être extrait un modèle de performance. L'ingénieur.e-stagiaire cherchera à modéliser la réponse des détecteurs à travers l'étude des paramètres caractéristiques tels que le gain de conversion.

Pour ce faire, l'ingénieur.e-stagiaire devra :

1. Étudier les méthodes décrites dans l'état de l'art

2. Implémenter des méthodes choisies en python

3. Tester les codes sur les données disponibles au laboratoire et évaluer la précision et les interdépendances des paramètres

4. Extraire des cartes de performance par pixel


Connaissances requises

• Base solide en programmation en langage python

• Bonnes connaissances en traitement du signal

• Connaissance de l'instrumentation et de la technologie des semi-conducteurs


Contact : CV + lettre de motivation à

Aurélia Secroun, Ingénieure de Recherche CPPM

Tel : 04 91 82 72 15 mail : secroun@cppm.in2p3.fr

Le stage de 6 mois sera conventionné et rémunéré


Mots clefs :
Instrumentation
Code :
Ingenieur-2021-RE-01
imXgam
Développement du firmware de la carte DAQTemp pour le système d'acquisition de données du projet TIARA
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Responsable :
Frederic Hachon - 04 91 82 76 71 - hachon@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

Le Centre de Physique des Particules de Marseille, unité mixte CNRS/Aix-Marseille Université, (http://marwww.in2p3.fr) est un des laboratoires de l'Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules (IN2P3), institut du CNRS qui regroupe les moyens de la physique des particules. Le CPPM participe au projet TIARA (Time-of-flight Imaging Array), dont l'objectif est de réduire les incertitudes liées au parcours des protons lors de traitements par protonthérapie grâce au développement d'un détecteur pour l'imagerie par

temps-de-vol des gammas prompts créés lors de l'irradiation.

Ce détecteur consiste en un ensemble de convertisseurs cherenkov en fluorure de plomb fixés sur un support rigide entourant le volume irradié et lus en coïncidence avec un moniteur de faisceau basé sur un détecteur en diamant. Le temps-de-vol entre les pixels de fluorure de plomb et le moniteur de

faisceau, ainsi que les positions des pixels, permettent de connaître les coordonnés du dépôt d'énergie, ce qui permet une reconstruction du parcours des protons en temps réel avec une précision millimétrique pour un spot faisceau.

Le CPPM est en charge du développement du système d'acquisition de données du projet TIARA basé sur la carte d'acquisition DAQTemp développée au CPPM, qui permet de lire simultanément 64 SiPM et de les étiqueter en temps et en énergie avec une résolution inférieure à 100 ps. Cette carte est dotée d'un FPGA Intel Arria 10 et sa lecture peut être déclenchée par un signal rapide provenant du moniteur de faisceau en diamant.


Activité principale :

Pour la mise au point du système d'acquisition de données du projet TIARA, il s'agit de développer le firmware du FGPA de la carte DAQTemp, qui permettra d'enregistrer les adresses et les temps de détection des événements détectés par les pixels de fluorure de plomb dont la lecture aura été déclenchée par le moniteur de faisceau. L'ensemble de ces développements utilisera les langages VHDL, Python et l'outil PyQt.


Le ou la stagiaire sera accueilli(e) au sein du service électronique du CPPM qui possède un savoir-faire étendu dans la programmation des FPGA de la marque Intel/Altera.


Une poursuite du travail de stage en thèse de doctorat est envisagée.


Connaissances requises :


- Bonnes connaissances en conception de firmware FPGA en langage VHDL.


- Connaissance des outils Intel Altera Quartus et Modelsim seraient un plus


- Bon niveau d'anglais pour travailler avec le CERN et y présenter les

résultats.


Contact : CV + lettre de motivation avec la référence « TIARA» à

Frédéric HACHON, Ingénieur de Recherche CPPM

Tél : 04 91 82 76 71 email : hachon @cppm.in2p3.fr


Le stage de 6 mois sera conventionné et rémunéré.


Retrouvez nos offres de stages ingénieur/M2 en pdf sur

https://www.cppm.in2p3.fr/~hachon/stages_ingenieur_2021


Mots clefs :
Electronique
Code :
Ingenieur-2021-IM-02
Développement du système de contrôle-commande sans fil et d'acquisition de données de la sonde intracrânienne MAPSSIC
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Responsable :
Frederic Hachon - 04 91 82 76 71 - hachon@cppm.in2p3.fr
Attention cette offre n'est plus disponible
Description :

Le Centre de Physique des Particules de Marseille est une unité mixte de recherche (UMR 7346)dépendante du CNRS et d'Aix-Marseille Université, qui déploie ses activités de recherche à la fois dans le domaine de la physique fondamentale et aussi pour des applications basées sur les rayonnements ionisants.

Les circuits de satiété ou d'addiction sont pilotés dans le cerveau par des boucles de contreréaction négative ou positive utilisant des neurotransmetteurs. Ces circuits peuvent être imagés en tomographie par émission de positons (TEP) grâce au marquage de neurotransmetteurs par des ions radioactifs émetteurs de positons, comme par exemple la cocaïne marquée au 11C.

Cependant, les examens TEP requierent d'anesthésier le sujet, ce qui ne permet pas de rendre compte du comportement réel du cerveau en conditions d'éveil.

Le CPPM participe au projet MAPSSIC, qui consiste à développer une sonde intracrânienne de pixels CMOS pour l'imagerie de positons chez le rat vigile et libre de ses mouvements. La sonde IMIC, qui forme une aiguille de plusieurs centaines de pixels CMOS actifs, a été développée par l'IPHC à Strasbourg pour être implantée de manière permanente dans le cerveau d'un rat qui,muni d'un sac à dos comprenant une pile et un émetteur sans fil relié aux pixels CMOS, permettra de d'imager directement les positons émis lors de la désintégration des noyaux d'un traceur radioactif attachés aux molécules du neurotransmetteur étudié.


Activité principale :

Le (la) stagiaire sera intégré(e) au projet MAPSSIC participera à l'étude du design et à la mise en oeuvre d'une solution sans fil permettant d'assurer le contrôle-commande et la transmission des données recueillies simultanément par 4 sondes IMIC vers un PC d'acquisition.

Cette solution sans fil devra être embarquée dans un sac à dos adapté à la corpulence d'un rat et pouvoir atteindre une autonomie de plusieurs heures correspondant à plusieurs périodes de décroissance du traceur radioactif utilisé pour marquer le neurotransmetteur.


Connaissances requises :

• Bases techniques solides en instrumentation, traitement du signal et mesures

• Bonnes connaissances en contrôle-commande et informatique industrielle

• Programmation d'IHM en Python et de systèmes embarqués, en C sur Arduino ou

Raspberry


Contact : CV + lettre de motivation avec la référence « MAPSSIC» à

Frédéric HACHON, Ingénieur de Recherche CPPM

Tél : 04 91 82 76 71 email : hachon @cppm.in2p3.fr

Le stage de 6 mois sera conventionné et rémunéré.


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https://www.cppm.in2p3.fr/~hachon/stages_ingenieur_2021


Mots clefs :
Electronique
Code :
Ingenieur-2021-IM-01

Licences


Le CPPM accueille des stagiaires des licences L1, L2 et L3.

Les demandes de stage de licences sont centralisées par William Gillard. Pour postuler, adressez-lui une lettre de motivation, votre CV, votre dernier relevé de notes ainsi que vos coordonnées afin qu’il puisse reprendre contact avec vous. Le dossier administratif sera suivi par Jocelyne Munoz.

Contacts : William Gillard, Jocelyne Munoz

Secondaire


Nous accueillons en stage des élèves du secondaire pendant des périodes définies ci-après. Les demandes devront être motivées mais ne pourront pas être toutes retenues, compte tenu du nombre limité de places.

  • pour les collégiens : une semaine en décembre (précédant les vacances de Noël) Reporté au printemps 2021

  • pour les lycéens : une semaine en juin (durant la période d'examens du baccalauréat)

Contact : Jocelyne Munoz

TIPE


Depuis 1998, nous accueillons au CPPM des élèves de classes préparatoires aux grandes écoles afin de les aider à effectuer leur TIPE.

La plupart d’entre eux ont obtenu, lors de leur épreuve TIPE, une note supérieure à la moyenne nationale et ont brillamment intégré une grande école.

Contact : Heide Costantini