Thèse a la Recherche de la Saturation des Gluons aux Collisionneurs de Hautes Énergies H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique École doctorale : Physique en Ile de France Laboratoire de recherche : Institut de PHysique Théorique Direction de la thèse : Edmond IANCU ORCID 0000000164289876 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-25T23:59:59 Une des questions fondamentales de la théorie des interactions fortes, la chromodynamique quantique (QCD), est la description de la structure des hadrons (protons, noyaux) en termes des constituents élémentaires, quarks et gluons (les 'partons'). Pour des énergies suffisamment grandes et/ou des noyaux suffisamment lourds (comme le plomb ou l'or), on prédit l'émergence d'un phénomène nouveau, la saturation des gluons, qui découle de la dynamique non-linéaire des systèmes denses de gluons. Ce phénomène a été confirmé de manière indirecte par les données expérimentales, mais son observation directe reste difficile. Cette thèse propose une approche nouvelle à la physique de la saturation des gluons, à travers des observables bien choisies qui pourront être mesurées dans les collisions de hautes énergies au Large Hadron Collider (CERN) et au Electron-Ion Collider en construction aux Etats Unis. Son sujet se place à l'interface entre les deux approches fondamentales en QCD à haute énergie: la théorie effective du condensat de verre de couleur (en anglais, Color Glass Condensate) et la factorisation colinéaire. A travers ses travaux de thèse, l'étudiant pourra acquérir des compétences multi-disciplinaires et un rôle de premier plan dans la compréhension de nouvelles données et des leurs conséquences pour la saturation des gluons. Le phénomène de saturation des gluons est une prédiction fondamentale de la théorie des interactions fortes, la Chromodynamique Quantique. Ce phénomène pourrait être observé dans des collisions de hautes énergies, notamment celles qui font intervenir des ions lourds, comme le plomb ou l'or. A ce jour, les indications expérimentales en sa faveur restent néanmoins ambiguës. Des nouvelles expériences visant la recherche de la saturation sont prevues dans le Run 4 au LHC (à partir de 2030) et au nouvel Electron-Ion Collider (EIC), qui devrait entrer en fonctions aux Etats Unis vers 2033. Cette thèse propose d'identifier de nouvelles observables, plus sensibles à la physique de la saturation, de developper les outils théoriques pour leur calcul, et de faire des prédictions pour les experiences futures au LHC et à l'EIC. Etudier les effets de la saturation des gluons sur la production des particules dans les collisions électron-noyau et proton-noyau de hautes énergies. Développer une nouvelle approche théorique qui intègre les effets de saturation et ceux de l'évolution quantique. Identifier de nouvelles observables, plus sensibles aux effets de saturation. Des calculs analytiques avancés, et notamment des calculs à l'ordre sous-dominant dans la théorie effective du Condensat de verre de couleur. Des outils numériques puissants pour les applications à la phénoménologie au LHC et à l'EIC.

Le candidat doit avoir suivi un parcours académique d'exception, jusqu'au Master 2, avec des résultats excellents à toutes les matières concernant la physique et la mathématique. Il/elle doit avoir des connaissances informatiques de base (notamment sur certains logiciels qui permettent des calculs formels ou numériques) et aussi des notions de programmation.

• Programmation
• Anglais