RECHERCHE DE LA DÉSINTÉGRATION NUCLÉAIRE EN DEUX PHOTONS

CEA; Saclay; Sur place; EUR 20 000 - 40 000; Plein temps

Résumé du poste

Un institut de recherche scientifique à Saclay recherche un candidat pour une thèse sur la désintégration nucléaire à deux photons. Ce projet implique des recherches expérimentales sur des nucléides en utilisant des techniques avancées. Les candidats doivent avoir un M2 en physique fondamentale ou nucléaire. Une expérience antérieure en recherche est appréciée. La disponibilité est requise à partir du 1er octobre 2026. Vous serez encadré par le Dr. Wolfram Korten.

Qualifications

• Une formation en physique fondamentale ou nucléaire est requise.
• Compétences en recherche expérimentale et analyse de données.
• Capacité à travailler en autonomie et en équipe.

Responsabilités

• Mener des recherches sur la désintégration nucléaire à deux photons.
• Observer des photons émis par le biais de la spectroscopie.
• Participer à des expériences sur divers nucléides.

Formation

M2 physique fondamentale ou nucléaire

Description du poste

Description du sujet de thèse

Domaine

Physique corpusculaire et cosmos

Sujets de thèse

RECHERCHE DE LA DÉSINTÉGRATION NUCLÉAIRE EN DEUX PHOTONS

Contrat

Thèse

Description de l'offre

La désintégration nucléaire à deux photons, ou double-gamma, est un mode de désintégration très rare dans les noyaux atomiques, par lequel un noyau dans un état excité émet deux rayons gamma simultanément. Ce processus électromagnétique de deuxième ordre, bien connu en physique atomique, n'a été que peu étudié pour le noyau atomique en raison des effets de premier ordre largement prédominants. Les noyaux pairs avec un premier état excité 0+ sont des cas favorables à la recherche d'une branche de désintégration double-gamma, puisque l'émission d'un seul rayon gamma est strictement interdite pour les transitions 0+ to 0+ en raison de la conservation du moment angulaire. La désintégration double-gamma reste encore une branche de désintégration très petite (<1E-4) en compétition avec les modes de désintégration dominants (de premier ordre) des électrons de conversion interne atomique (ICE) ou de la création de paires internes positron‑électron (e+-e-) (IPC).

Le projet de thèse comporte deux parties expérimentales distinctes: Premièrement, nous stockons des ions nus (entièrement épluchés) dans leur état excité 0+ dans l'anneau de stockage d'ions lourds (ESR) au GSI pour rechercher la désintégration double-gamma dans plusieurs nucléides. Pour les atomes neutres, l'état excité 0+ est un état isomérique à durée de vie plutôt courte, de l'ordre de quelques dizaines à quelques centaines de nanosecondes. Cependant, aux énergies relativistes disponibles au GSI, tous les ions sont entièrement épluchés de leurs électrons atomiques et la désintégration par émission ICE n'est donc pas possible. Si l'état d'intérêt est situé en dessous du seuil de création de paires, le processus IPC n'est pas non plus possible. Par conséquent, les noyaux nus sont piégés dans un état isomérique à longue durée de vie, qui ne peut se désintégrer que par émission double-gamma vers l'état fondamental. La désintégration des isomères est identifiée par la spectroscopie de masse Schottky résolue dans le temps. Cette méthode permet de distinguer l'isomère et l'état fondamental par leur temps de révolution (très légèrement) différent dans l'ESR, et d'observer la disparition du pic de l'isomère dans le spectre de masse avec un temps de décroissance caractéristique. Des expériences établissant la désintégration double-gamma dans plusieurs nucléides (72Ge, 98Mo, 98Zr) ont déjà été réalisées avec succès et une nouvelle expérience sur le nucleide 194Pb a été acceptée par le comité de programme du GSI et sa réalisation est planifie en 2027.

La deuxième partie concerne l'observation directe des photons émis à l'aide de la spectroscopie des rayons gamma. Alors que les expériences sur les anneaux de stockage permettent de mesurer la durée de vie partielle de la double désintégration gamma, des informations supplémentaires sur les propriétés nucléaires ne peuvent être obtenues qu'en mesurant les photons eux-mêmes. Une expérience test a été réalisée pour étudier sa faisabilité et les plans d'une étude plus détaillée devraient être élaborés dans le cadre du projet de doctorat.

Université / école doctorale

PHENIICS (PHENIICS) Paris-Saclay

Site

Saclay

Formation recommandée

M2 physique fondamentale ou nucleaire

Disponibilité du poste

01/10/2026

Personne à contacter par le candidat

KORTEN Wolfram [e-mail] CEA DRF/IRFU/DPhN/LENA Drf/IRFU/DPhN Bat 703 - Orme des Merisiers 91191 Gif/Yvette cedex [phone]

Tuteur / Responsable de thèse

KORTEN Wolfram [e-mail] CEA DRF/IRFU/DPhN/LENA Drf/IRFU/DPhN Bat 703 - Orme des Merisiers 91191 Gif/Yvette cedex [phone]

En savoir plus

https://www.researchgate.net/profile/Wolfram_Korten
http://irfu.cea.fr/dphn/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_sstheme.php?id_ast=293
https://www.gsi.de/en/work/research/appamml/atomic_physics/experimental_facilities/esr.htm