Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Sujet de thèse :
La nature de la matière noire, composante dominante de l’Univers, demeure l’une des grandes énigmes de la physique contemporaine. L’absence de détection de particules massives sensibles à l'interaction faible (WIMPs) a conduit à explorer des candidats alternatifs, notamment ceux issus de secteurs cachés, susceptibles de produire des dépôts d’énergie extrêmement faibles, jusqu’à l’échelle de l’électron unique.

Le projet doctoral s’inscrit dans l’expérience DAMIC-M, en cours d’installation au Laboratoire Souterrain de Modane. Celle-ci utilise des capteurs CCD à lecture « skipper », capables de détecter un seul électron avec une résolution inédite, ouvrant une nouvelle fenêtre d’exploration pour la matière noire légère.

Le projet s’articule autour de trois axes. Premièrement, la mise en service du détecteur DAMIC-M, incluant la validation de ses performances (bruit, résolution en charge, stabilité) et l’optimisation des conditions de très bas bruit de fond. Cette phase constitue une formation complète en physique expérimentale.

Deuxièmement, la recherche directe de matière noire à très basse énergie. Les données, sous forme d’images pixelisées, permettent d’analyser finement la topologie des dépôts d’énergie dans le silicium. Des méthodes innovantes d’analyse seront développées (reconstruction d'agglomérats, discrimination signal/bruit) afin d’exploiter pleinement la sensibilité à l’électron unique et d’améliorer de deux ordres de grandeur les sensibilités actuelles.

Troisièmement, l’interprétation globale des contraintes expérimentales sur la matière noire légère. Le projet visera à unifier les résultats issus de la détection directe, des accélérateurs et des observations indirectes, en les traduisant dans un cadre commun dépendant des mécanismes de production cosmologique. Cette approche, plus théorique, permettra de mieux contraindre l’espace des paramètres et d’orienter les futures recherches.
Références bibliographiques :
• Arnquist, et al. (DAMIC-M Collaboration), “The DAMIC-M Low Background Chamber”, JINST 19 (2024) 11, T11010
• I. Arnquist, et al. (DAMIC-M Collaboration), “Search for Daily Modulation of MeV Dark Matter Signals with DAMIC-M”, Phys.Rev.Lett. 132 (2024) 10, 101006
• I. Arnquist, et al. (DAMIC-M Collaboration), “First Constraints from DAMIC-M on Sub-GeV Dark-Matter Particles Interacting with Electrons”, Phys.Rev.Lett. 132 (2024) 10, 101006
• K. Aggarwal et al. (DAMIC-M Collaboration), “Probing Benchmark Models of Hidden-Sector Dark Matter with DAMIC-M”, Phys.Rev.Lett. 135 (2025) 7, 071002

Contexte :
Le laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab) est un laboratoire de physique des deux infinis sous tutelle du CNRS, de l'université Paris-Saclay et de l'université de Paris.

Les thèmes de recherche du laboratoire sont la physique nucléaire, la physique des hautes énergies, les astroparticules et la cosmologie, la physique théorique, le
Voir plus sur le site emploi.cnrs.fr...

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Contraintes et risques :
La thèse sera rattachée à l’école doctorale Particules Hadrons Énergie et Noyau : Instrumentation, Image, Cosmos et Simulation (PHENIICS).
Des déplacements à Modane et à Chicago seront à prévoir pour des missions pouvant s’étaler sur un mois.

Compétences attendues :
• Formation en physique des particules, nucléaire ou astroparticules
• Appétence pour l'analyse de données et les statistiques
• Appétence pour la programmation scientifique (Python, C++ ou équivalent)
• Intérêt pour la physique expérimentale
• Intérêt pour la physique des particules et l'astrophysique
• Capacité à travailler en collaboration internationale
• Bonne maîtrise de l’anglais
Déposer lettre de motivation et CV sans aucune rupture de date faisant apparaître les diplômes.
Demande de joindre des lettres de recommandation, noms et coordonnées le cas échéant des anciens encadrants/enseignants etc..
Le poste étant situé dans une ZRR (zone à régime restrictif), le recrutement est conditionné par l'obtention d'un avis favorable du HFSD. En conséquence, la date de prise de fonction est précisée à titre indicatif et pourra être reportée.