Thèse Cosmologie avec la Forêt Lyman-Alpha du Grand Relevé Spectroscopique Desi. 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 : Eric ARMENGAUD Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-30T23:59:59 La distribution de matière à grande échelle dans l'univers est utilisée pour tester nos modèles cosmologiques. On utilise pour cela avant tout les oscillations acoustiques de baryons (BAO) mesurée dans la fonction de corrélation à deux points de cette distribution. Cependant l'ensemble du champ de matière contient des informations à diverses échelles, qui permettent de mieux contraindre nos modèles que le BAO seul. A redshift z > 2, la meilleure sonde de cette distribution de matière est la forêt Lyman-alpha, un ensemble de raies d'absorption mesurées dans les spectres de sources lointaines. Le grand relevé spectroscopique DESI a collecté environ un million de ces spectres. Avec un lot partiel de données 'DR2', nous avons déjà mesuré le BAO avec une précision de 0.7%, contraignant ainsi fortement le taux d'expansion de l'univers au cours des premiers milliards d'années de son évolution.

Le but de cette thèse est d'exploiter l'ensemble complet des données Lyman-alpha à grande échelle de DESI pour obtenir les meilleures contraintes possibles sur les modèles cosmologiques. Pour cela, dans une première étape l'étudiant appliquera pour la première fois une méthode dite de reconstruction, qui permet d'améliorer la précision de la mesure du BAO, en exploitant l'information du champ de densité de matière. Dans la suite de sa thèse, en lien avec des efforts similaires menés dans notre groupe avec les galaxies de DESI, il implémentera une nouvelle méthode dite de simulation-based inference: dans cette approche l'ensemble du champ de matière est utilisé directement pour estimer les paramètres cosmologiques en particulier l'énergie noire. L'étudiant apportera ainsi une pierre importante aux mesures cosmologiques finales de DESI avec le Lyman-alpha.

Cette thèse sera de préférence précédée d'un stage.
L'étudiant travaillera au sein du groupe DESI de l'IRFU/DPhP, qui a un rôle majeur dans ce projet et une
expertise reconnue sur la forêt Lyman-alpha. Le relevé DESI est en prise de données et ses premiers
résultats inattendus de cosmologie en 2024 et 2025 ont déjà eu un très large impact scientifique, et même au-delà (eg. deux articles du Monde en 2025, dont une 'Une').
L'encadrant est le responsable du Working Group 'Lyman-alpha' dans DESI, qui a eu des résultats de premier plan en cosmologie sur la mesure du BAO. L'étudiant aura accès à l'ensemble des données du relevé principal DESI pendant sa thèse.
L'étudiant contribuera à la mesure finale des BAO de la forêt Lyman-alpha dans DESI, avec des outils statistiques innovants.

M2 en astrophysique ou physique fondamentale
Intérêt / connaissances en cosmologie observationnelle
Intérêt et maîtrise des outils informatiques (programmation, simulations numériques, utilisation de grands centres de calcul)