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Reconstruction du détecteur Hyper Kamiokande et étude d’oscillation des neutrinos avec ces premières données

par Tristan Beau - 17 octobre

Titre : Reconstruction du détecteur Hyper Kamiokande et étude d’oscillation des neutrinos avec ces premières données

Directrice/directeur de thèse : Vladimir Gligorov

Co-encadrant.e : Mathieu Guigue

Groupe d’accueil :Neutrino

Collaboration : HyperK/T2K

Description :

Depuis plus d’une décennie, le groupe de physiciens du LPNHE-Paris contribue à l’expérience T2K, qui utilise le détecteur Super-Kamiokande pour la détection des neutrinos produits par l’accélérateur J-PARC au Japon. L’expérience Hyper-Kamiokande, représentant la prochaine génération de recherche sur les neutrinos, explorera un programme de physique extrêmement riche. Ce programme va de l’étude de la violation de symétrie CP dans le secteur des leptons et de la détermination précise des paramètres de mélange des neutrinos à la désintégration des protons, aux neutrinos atmosphériques et aux neutrinos d’origine astronomique, en particulier ceux provenant des supernovae. Dans cette dernière expérience, le groupe est impliqué à la fois dans la construction du détecteur par la conception et le déploiement d’une distribution temporelle et du système de synchronisation, et dans la préparation des analyses de physique par le biais de développements d’étalonnage des données et de reconstruction d’événements.

L’expérience Hyper-Kamiokande prévoit d’achever l’installation de ses tubes photomultiplicateurs au printemps 2027 et d’atteindre un fonctionnement complet du détecteur d’ici l’été 2028 après le remplissage du réservoir Water Cherenkov et une période de mise en service avec et sans faisceau. En tant que doctorant, vous jouerez un rôle de premier plan dans l’optimisation de la reconstruction Water Cherenkov, à la fois en termes de performances physiques et en appliquant des optimisations informatiques et en explorant des méthodes basées sur ML/AI pour rendre la reconstruction nettement plus rapide. L’optimisation informatique de la reconstruction HyperK est essentielle pour utiliser de très grands échantillons de simulation pour calibrer le détecteur et minimiser la systématique expérimentale. Vous jouerez également un rôle de premier plan dans la mise en service précoce du détecteur, en validant son alignement temporel et spatial, les performances des PMT installés et le fonctionnement des systèmes DAQ et de déclenchement. En collaboration avec l’équipe du LPNHE, vous développerez les outils et l’ajustement de vraisemblance à utiliser pour la première analyse d’oscillation Hyper-Kamiokande, et vous vous assurerez que les résultats de l’ajustement peuvent être utilisés dans une analyse globale du triangle d’unitarité des neutrinos. Vous étudierez la dépendance de la sensibilité de telles analyses aux hypothèses et aux incertitudes systématiques associées à la mesure des oscillations Hyper-Kamiokande, et vous déterminerez comment la maximiser. Vous aurez également la possibilité de passer du temps au Japon et de participer à la mise en service du détecteur si vous le souhaitez. Le groupe étant également impliqué dans l’expérience T2K, vous aurez la possibilité de contribuer à cette expérience via des shifts, par exemple.

Si vous êtes intéressé, veuillez contacter Mathieu Guigue (mathieu.guigue lpnhe.in2p3.fr) et Vladimir Vava Gligorov (vladimir.gligorov lpnhe.in2p3.fr). Le LPNHE est un employeur garantissant l’égalité des chances et les membres de groupes marginalisés sont particulièrement encouragés à postuler.

Lieu(x) de travail : LPNHE

Déplacements éventuels : Japan

Stage proposé avant la thèse : Oui

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