Thèse Construction d'Un Trajectographe Micromegas pour l'Expérience P2 et Mesure de l'Angle de Mélange Électrofaible en Diffusion Électron-Proton 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 d'Électronique des Détecteurs et d'Informatique pour la Physique Direction de la thèse : MAXENCE VANDENBROUCKE ORCID 0000000190554020 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-08-31T23:59:59 Ce projet de thèse concerne la mesure précise de l'angle de mélange électrofaible avec l'expérience P2 auprès de l'accélérateur MESA, à Mayence. Cette mesure testera, pour la première fois à basse énergie avec une telle précision, la prédiction du Modèle Standard pour l'évolution de ce paramètre fondamental avec l'échelle d'énergie, ainsi que les effets possibles de nouvelles particules ou interactions.

La détermination de l'angle de mélange repose sur la mesure de la variation de la section efficace de diffusion d'un faisceau d'électrons polarisés sur une cible d'hydrogène liquide. L'asymétrie mesurée vers l'avant est affectée par des incertitudes liées à la structure du proton. Une mesure complémentaire de la diffusion vers l'arrière, réalisée avec un détecteur dédié, permettra de réduire ces incertitudes.

La thèse interviendra à un moment clé du développement de l'expérience. Le doctorant participera à la construction d'un trajectographe Micromegas de très haute performance, à son installation dans P2, à sa mise en service et à son exploitation scientifique. P2 mesurera l'asymétrie de violation de parité en diffusion électron-proton à basse énergie avec une précision inédite. L'asymétrie vers l'avant, proche de 40 parties par milliard, nécessite de très fortes luminosités et une maîtrise poussée des incertitudes systématiques. Les contributions liées à la structure du proton peuvent être contraintes par une mesure vers l'arrière, où l'asymétrie est plus grande et dominée par ces effets. Le trajectographe BASKET développé à l'Irfu jouera un rôle central dans cette contrainte expérimentale. Construire, qualifier et exploiter un trajectographe Micromegas à trois plans pour mesurer les électrons diffusés vers l'arrière dans P2/BASKET. Déterminer l'asymétrie de diffusion en fonction de l'angle et du transfert de quantité de mouvement afin de réduire les incertitudes hadroniques sur la mesure de l'angle de mélange électrofaible. Le travail combinera instrumentation et analyse de données. Il comprendra l'assemblage et la caractérisation de plans Micromegas, les tests avec sources et faisceaux, la mise au point de l'électronique et de l'acquisition, puis l'installation et la mise en service auprès de P2 à Mayence. Le doctorant développera également les outils de reconstruction des traces, de suivi des performances et d'extraction des asymétries physiques, en lien avec les simulations de l'expérience.