Description de mouvements collectifs dans les noyaux d'atome au-delà de l'approche de la foncti[...]

Université Paris-Saclay GS Physique; France; Sur place; EUR 20 000 - 40 000; Plein temps

Résumé du poste

Une institution académique prestigieuse recherche un doctorant en physique pour développer une nouvelle approche théorique en mécanique quantique. Vous serez chargé de dériver des équations de mouvement et de les implémenter dans une librairie C++ optimisée. Les connaissances requises incluent la mécanique quantique et la programmation. Le début de la thèse est prévu pour le 01/10/2025.

Prestations

Financement public/privé

Contrat de thèse sur budget unité

Qualifications

• Connaissances en mécanique quantique exigées.
• Intérêt pour la programmation scientifique nécessaire.
• Familiarité avec la programmation C++ et/ou Python souhaitée.
• Proficience dans un environnement Linux requise.
• Autonome et initiative appréciées.
• Capacité de présentation efficace des résultats attendue.

Responsabilités

• Développer une nouvelle approche théorique pour décrire les mouvements collectifs.
• Dériver les équations du mouvement de la nouvelle approche.
• Implémenter les équations sous forme d'une librairie C++ optimisée.

Connaissances

Connaissances en mécanique quantique

Appétence pour la programmation scientifique

Notions en programmation C++ et/ou Python

Aisance avec un environnement Linux

Autonomie et force de proposition

Capacité de présenter des résultats à l'oral comme à l'écrit

Description du poste

21 Jun 2025

Université Paris-Saclay GS Physique

30 Dec 2025 - 22:00 (UTC)

Contexte

Prédire l'organisation et la dynamique des neutrons et protons au sein des noyaux d'atome est un véritable défi scientifique, crucial pour concevoir les technologies nucléaires du futur mais aussi pour répondre à des questions fondamentales comme l'origine des atomes lourds dans notre univers. Dans ce cadre, le CEA, DAM, DIF développe des approches théoriques visant à simuler la dynamique des constituants élémentaires du noyau atomique (site du laboratoire disponible via https://www-lmce.cea.fr). Les équations du mouvement obtenues, dans le cadre de la mécanique quantique, sont résolues sur nos supercalculateurs. Les années 2010 ont vu une montée en puissance de l'approche dite de la fonctionnelle de la densité dépendant du temps (TDDFT) pour traiter ce problème. Malgré sa description révolutionnaire de certains phénomènes tels que les résonances géantes observées dans les noyaux d'atome ou encore la fission nucléaire, cette approximation possède des limites intrinsèques.

Context

Predicting the organization and dynamics of neutrons and protons within atomic nuclei is a significant scientific challenge, crucial for designing future nuclear technologies and addressing fundamental questions such as the origin of heavy atoms in our universe. In this context, CEA, DAM, DIF develops theoretical approaches to simulate the dynamics of the elementary constituents of atomic nuclei (see the laboratory website at https://www-lmce.cea.fr). The equations of motion, derived within the framework of quantum mechanics, are solved on our supercomputers. The 2010s saw the rise of the time‑dependent density functional theory (TDDFT) approach for tackling this problem. While TDDFT has provided groundbreaking insights into phenomena such as giant resonances observed in atomic nuclei and nuclear fission, this approximation has intrinsic limitations.

Objectifs

Cette thèse vise à développer et explorer une nouvelle approche théorique permettant de décrire des mouvements collectifs de fermions fortement corrélés. L'idée est de généraliser l'approche TDDFT afin de mieux décrire certaines observations comme l'amortissement des vibrations dans une gouttelette de fermions. Le/la doctorant(e) devra dériver les équations du mouvement de cette nouvelle approche puis les implémenter sous forme d'une librairie C++ optimisée et tirant profit des supercalculateurs du CEA. Le but sera alors d'étudier comment cette nouvelle approche améliore notre description de phénomènes tels que les résonances géantes dans les noyaux d’atomes ou encore la naissance des fragments générés lors d’une fission nucléaire.

Objectives

This PhD project aims to develop and explore a novel theoretical approach to describe the collective motion of strongly correlated fermions. The goal is to generalize the TDDFT framework to better describe observations such as the vibration damping in fermions droplets. Building on initial work in this direction, the PhD candidate will derive the equations of motion for this new approach and implement them as an optimized C++ library designed to leverage the computational power of CEA’s supercomputers. The objective will be to assess how this new theoretical framework enhances predictions of the damping of giant resonances in atomic nuclei and the formation of fragments during nuclear fission.

Qualifications

• Connaissances en mécanique quantique (Knowledge of quantum mechanics)
• Appétence pour la programmation scientifique (Interest in scientific programming)
• Notions en programmation C++ et/ou Python (Familiarity with C++ and/or Python programming)
• Aisance avec un environnement Linux (Proficiency in a Linux environment)
• Autonomie et force de proposition (Autonomy and initiative)
• Capacité de présenter des résultats à l'oral comme à l'écrit (Ability to present results both orally and in writing)

Funding

Funding category: Financement public/privé

Financement du CEA - CTBU (Contrat de thèse sur budget unité)

Additional Information

Début de la thèse : 01/10/2025

WEB : https://www-lmce.cea.fr