Thèse Diffusion Thomson dans le Domaine X et Propriétés Électroniques du Carbone dans des Conditions Extrêmes H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Le comportement du carbone dans des conditions extrêmes de pression et de température est particulièrement important pour la physique des hautes densités d'énergie et pour les expériences de fusion par confinement inertiel. Dans ces expériences, des matériaux à base de carbone sont souvent utilisés comme ablateurs dans les cibles de fusion et sont soumis à des états de plasma dense produits lors de la compression laser.

La diffusion Thomson dans le domaine des X constitue aujourd'hui l'un des diagnostics les plus puissants pour caractériser ces plasmas. Elle permet d'accéder à des grandeurs thermodynamiques essentielles telles que la température et la densité, et peut également être utilisée pour déduire le degré d'ionisation du système.

Cette thèse vise à étudier les propriétés électroniques et structurelles du carbone dans ces conditions à l'aide de simulations de dynamique moléculaire de premier principe basées sur la théorie de la fonctionnelle de la densité. Les calculs permettront d'analyser la structure électronique du système et ses corrélations ioniques.

Une partie importante du projet consistera à calculer des quantités nécessaires à l'interprétation des expériences de diffusion Thomson des rayons X, notamment la conductivité électronique à partir du formalisme de Kubo Greenwood et le facteur de structure dynamique électronique S(q,).

La compréhension des propriétés de la matière à haute pression et haute température est essentielle pour la physique des plasmas, la fusion par confinement inertiel et la physique des planètes. Les grandes installations laser telles que le National Ignition Facility et le Laser Mégajoule permettent aujourd'hui de produire ces états extrêmes de la matière en laboratoire.

L'interprétation des diagnostics expérimentaux nécessite des modèles théoriques capables de relier les observables mesurées aux propriétés microscopiques du matériau. Les simulations ab initio constituent un outil essentiel pour établir ce lien entre théorie et expérience.