Informations générales

Délai de traitement

3 mois

Description du poste

Domaine

Physique du noyau, atome, molécule

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Stage - Ingenieur/Master - Physique du noyau, atome, molécule

Sujet de stage

Étude et caractérisation des circuits hybrides intégrés en silicium pour le Muon Forward Tracker de l'expérience ALICE au LHC

Durée du contrat (en mois)

4 mois

Description de l'offre

ALICE est la seule expérience au LHC dédiée à l’étude des collisions d’ions lourds ultra-relativistes. L'objectif principal d’ALICE est de mettre en évidence et d'étudier un nouvel état de la matière, le Plasma de Quarks et Gluons (QGP), où les quarks et gluons sont déconfinés, qui aurait existé lors des premiers instants de l’univers. Une des sondes les plus discriminantes pour l’étude du QGP est la suppression, dans ce milieu chaud et déconfiné, des résonances lourdes J/psi et Upsilon. Ces résonances sont mesurées dans ALICE via leur décroissance en deux muons par un spectromètre vers l'avant.
Les performances du spectromètre à muon sont contraintes par la présence d’un épais absorbeur utilisé pour arrêter la plupart des hardons (essentiellement pions et kaons) avant leur décroissance muonique, dont les produits constitueraient un bruit de fond très important. Cependant, la présence de cet absorbeur empêche la mesure précise des propriétés des muons d’intérêt à cause des effets de perte d’énergie et de collisions multiples. Ceci impose un certain nombre de limitations sur l'étendue des résultats de physique que l'on peut actuellement extraire. Par exemple, seule la production inclusive de J/psi peut être étudiée car il n’est pas possible de distinguer les J/psi provenant de la décroissance des mésons B. Afin d'améliorer les performances actuelles du spectromètre et élargir le spectre d'observables accessibles à l'expérience ALICE, un projet majeur d'upgrade, appelé Muon Forward Tracker (MFT), est en cours de développement. Le MFT consistera en un télescope de détecteurs de silicium à pixels placé devant l'absorbeur, ce qui permettra, grâce à une association précise avec les traces dans les spectromètre actuel, d'améliorer sensiblement la résolution en énergie avec laquelle les résonances lourdes seront reconstruites.

Le MFT est basé sur des pixels silicium de technologie CMOS assemblés en des circuits hybrides intégrés qui iront équiper un système de 5 disques concentriques autour du tube faisceau. L'élément de base de ces circuits est le chip ALPIDE, développé au sein d'une collaboration entre le CERN et des Instituts partenaires, dont l'Irfu. La qualification des circuits hybrides intégrés, éléments de base du détecteur MFT, est dans sa phase de finalisation et la mise en production des quelques 500 circuits qui équiperont le MFT va démarrer au début de l'année 2018.

Le/la candidat(e) contribuera à l'assemblage et à la qualification de la production des circuits hybrides intégrés du détecteur MFT. Il/elle devra également intégrer les caractéristiques mesurées dans la simulation du MFT afin d'en optimiser les performances de trajectographie et réjection des bruits de fond. Ce travail inclut la familiarisation de l’étudiant avec les détecteurs de type pixel-silicium, le système d'acquisition spécifiques au projet, ainsi que les outils de travail de la grille de calcul et les codes de simulation, reconstruction et analyse de la collaboration ALICE.