Thèse Sonder l'Information Quantique avec le Quark Top au Lhc H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique École doctorale : Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Image, Cosmos et Simulation Laboratoire de recherche : Département de Physique des Particules Direction de la thèse : Frédéric DELIOT ORCID 0000000307776031 Début de la thèse : 2026-10-05 Date limite de candidature : 2026-06-30T23:59:59 Ce projet de doctorat vise à explorer des observables inspirés de l'information quantique dans la production de paires de quarks top, en étudiant les corrélations de spin et les observables liées à l'intrication quantique dans les données enregistrées par l'expérience ATLAS. Les récentes avancées ayant permis d'observer l'intrication dans les événements top-antitop ont ouvert une toute nouvelle fenêtre sur le potentiel qu'offre l'étude de propriétés quantiques, habituellement utilisées en information et en calcul quantiques, appliquées aux interactions fondamentales, faisant du LHC une machine capable de sonder l'information quantique à l'échelle du TeV. La thèse se concentrera sur la reconstruction de l'état quantique des paires de quarks top à partir des données du Run 3 d'ATLAS, avec une attention particulière portée à l'extraction des corrélations de spin, aux observables sensibles à l'intrication quantique, ou à d'autres variables inspirées de l'information quantique, dans des topologies à haute impulsion. En améliorant les stratégies de reconstruction et en évaluant soigneusement les effets du détecteur, l'objectif est de déterminer les propriétés quantiques de la paire de quarks top avec précision et ainsi de contribuer à comprendre ce que l'information quantique peut apporter à notre connaissance des particules élémentaires. The CEA ATLAS group is part of the Department of Particle Physics (DPhP) of the Institute of Research into the Fundamental Laws of the Universe (IRFU) at CEA Paris-Saclay.
DPhP comprises about 110 physicists. DPhP scientific themes include the study of elementary constituents of matter at the highest energies at the CERN LHC collider, R&D for future accelerators, study of antimatter, neutrino physics, gamma ray astronomy, observational cosmology, the study of gravitational waves, and instrumentation for medical applications.

The CEA group has been involved in ATLAS since its origins, mainly in the design and construction of the liquid argon electromagnetic calorimeter and of the muon spectrometer. The group is composed of around 20 permanent physicists gathering expertise in detector and reconstruction aspects (calorimeter trigger, muon reconstruction, muon alignment, electron and photon calibration, b-tagging, database management, data preparation and luminosity) as well as in physics analysis (electroweak physics, top quark and Higgs boson physics). The group is deeply involved in the life and organisation of the collaboration.

It also participates in several upgrades for the medium and long term detector improvements: the replacement of part of the endcap muon spectrometer chambers (New Small Wheel), the upgrade of the electromagnetic calorimeter trigger and the upgrade of the central inner tracker (ITK). Publication of results as official ATLAS papers.

Niveau master 2 ou équivalent