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Post doctorat : dynamique faisceau

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SOLEIL est le centre français de rayonnement synchrotron, situé sur le plateau de Saclay près de Paris. Il s’agit d’un instrument pluridisciplinaire et d’un laboratoire de recherche, ayant pour mission de conduire des programmes de recherche en utilisant le rayonnement synchrotron, de développer une instrumentation de pointe sur les lignes de lumière et de mettre celles-ci à la disposition de la communauté scientifique. Le synchrotron SOLEIL, outil unique à la fois en matière de recherche académique et d’applications industrielles, a ouvert en 2008. Il est utilisé annuellement par plusieurs milliers de chercheurs français et étrangers, à travers un large éventail de disciplines telles que la physique, la biologie, la chimie, l’astrophysique, l’environnement, les sciences de la terre, etc. SOLEIL s’appuie sur une source de rayonnement remarquable à la fois en termes de brillance et de stabilité. Cette Très Grande Infrastructure de Recherche (TGIR), partenaire de l’Université Paris-Saclay, est constituée en société « civile » fondée conjointement par le CNRS et le CEA.

L'anneau de stockage actuel qui génère le rayonnement synchrotron et stocke un faisceau d'électrons de 2,75 GeV, a une circonférence de 354 m et fonctionne en continu 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, avec des périodes ininterrompues allant jusqu'à 10 semaines. La structure magnétique se compose d'une maille du type DB (Double Bend) étendu, qui est entièrement optimisée en termes de longueur des sections droites pour les insertions, de tailles et de divergences du faisceau d’électrons aux points sources, et de durée de vie. L’émittance du faisceau est de 4 nm.rad horizontalement et 40 pm.rad verticalement, avec une excellente stabilité de sa position et le courant stocké nominal est de 500 mA. L'injection en mode « Top-up » ainsi que plusieurs systèmes d’asservissement fonctionnent en permanence. En outre, 5 modes d’opération sont proposés, différant en particulier par les remplissages et les intensités des paquets stockés, pour répondre aux exigences d'un large éventail d'expériences menées sur les lignes de lumière.

Actuellement, des études sont menées pour le remplacement (projet d’Upgrade) de l'anneau de stockage, en phase avec la vague de construction d'une nouvelle génération d'anneaux appelés Diffraction Limited Storage Rings (DLSR), dans la communauté internationale du rayonnement synchrotron (LS). Pour rester compétitive parmi les sources de lumière de première classe, SOLEIL a officiellement lancé les études de R&D pour son Upgrade depuis début 2019 et un CDR (Conceptuel Design Report) a été rédigé fin 2020. Le projet est actuellement en phase de TDR (Technical Design Report) avec l'objectif de finaliser le TDR d'ici la fin de l'année 2023.

La construction d'un DLSR impose une série de défis majeurs à relever en termes de physique des accélérateurs et de technologie. Une maille atteignant une émittance horizontale ultra-faible souffre généralement de forts effets non linéaires qui réduisent les domaines de stabilité transverse et longitudinal et augmentent leur sensibilité aux imperfections. De plus, dans le cas de l’Upgrade d'une machine déjà existante telle que SOLEIL, il faut faire face à une autre difficulté fondamentale, l'ajustement des points sources du rayonnement synchrotron des lignes de lumière existantes. En tenant compte de tout ce qui précède, l'équipe CDR du projet Upgrade de SOLEIL est arrivée à proposer une solution de maille donnant une émittance naturelle horizontale de 80 pm.rad et satisfaisant dans une large mesure les contraintes géométriques imposées par les lignes de lumière existantes. Les équipes poursuivent leurs efforts en vue d’un TDR (Technical Design Report) en ayant comme objectif de finaliser la définition de la maille TDR à tous points de vue, tant de la physique des accélérateurs que de l’ingénierie. De plus, afin d'améliorer les performances du booster, une nouvelle conception ambitieuse de la maille du booster a été réalisée en 2021, pour atteindre une émittance horizontale naturelle aussi faible que 5 nm.rad à l'énergie d'extraction de 2,75 GeV.

I.Mission

Le candidat ou la candidate sélectionné.e aura pour mission de :

- Contribuer aux études de la dynamique du faisceau dans le nouvel anneau du booster (correction de l’orbite fermée, de l’optique, impacts des courants de Foucault et du "tracking" des alimentations des aimants, injection/extraction, …), ainsi que dans les lignes de transfert qui relient les différents accélérateurs.

- Renforcer les études de la dynamique du faisceau (au sens général) de l’anneau de stockage du Projet d’Upgrade.

- Assurer, selon les besoins, la maintenance et le développement des codes de calcul numériques utilisés par le groupe (AT, TRACY, BMAD, ELEGANT, OPA, …) et installés sur différents calculateurs.

Le candidat ou la candidate retenu.e sera un membre du groupe "Physique des accélérateurs" de SOLEIL au sein de la Division "Accélérateurs et Ingénierie" (DAI). Ce groupe est actuellement composé de 6 physiciens, 1 post-doctorant et 2 doctorants. Il/Elle participera aux études expérimentales avec faisceau qui pourront être organisées sur les machines actuelles de SOLEIL ou sur d'autres machines dans le monde. De plus, il/elle devra interagir avec les collègues de son groupe et de divers groupes d'ingénierie pour réaliser les parties interdisciplinaires de ses études.

Il/Elle aura régulièrement la possibilité de participer à des conférences et à des workshops internationaux et d'y présenter ses travaux, et pourra publier ses résultats dans des revues appropriées.

II.Qualifications et expériences

Le candidat ou la candidate doit posséder un doctorat en physique ou une compétence équivalente. Les candidats recherchés doivent être motivés et avoir une formation universitaire très poussée en physique (physique classique et électrodynamique), en mathématiques (algèbre linéaire, méthodes numériques, statistique) et en informatique (programmation, connaissance, installation et mise en production de codes de calculs numériques). Une expérience dans les domaines du rayonnement synchrotron, de la physique des accélérateurs, de la physique des hautes énergies ou de l'ingénierie sera particulièrement appréciée.

III.Conditions générales

Cette offre concerne un contrat postdoctoral d'une durée de 12 mois avec une possibilité de renouvellement d'un an. Un large éventail de programmes de formation, d’opportunités de recherche et de perfectionnement seront accessibles. De plus, le poste bénéficie de conditions d'emploi progressives et d'une politique de conciliation travail-vie personnelle flexible.

Le contrat débutera dès que possible en 2022.