Institut de Physique Théorique
Direction de la Recherche Fondamentale  -  Saclay
UMR 3681 - INP
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Samedi 25 mars 2017

Statistique des fluctuations de densité dans les collisions proton-noyau au LHC

 

Supervisor / Responsable de stage: Jean-Yves Ollitrault, tel: +33 (0) 1 6908 7269

Abstract

Le collisionneur LHC au CERN effectue non seulement des collisions proton-proton, mais aussi des collisions proton-noyau et noyau-noyau, à des énergies sans précédent. Ces collisions sont analysées par trois collaborations expérimentales, ALICE, ATLAS, et CMS, et de nouveaux résultats apparaissent régulierement, qui rendent le domaine particulièrement vivant sur le plan scientifique.

Le travail proposé consiste, pour sa plus grande partie, en des calculs simples de théorie statistique des champs : intégrales gaussiennes, perturbations, théorème de Wick. Une formation solide en physique théorique est donc souhaitable. Suivant l'évolution du travail, ce calcul essentiellement analytique pourra (ou non) être complété par des simulations numériques simples de type “Monte-Carlo”, qui supposent des notions de programmation, par exemple en langage C.

L'objet du stage sera de proposer une modélisation théorique de la probabilité du profil de densité d'énergie créé immédiatement après une collision proton-noyau “centrale” (de paramètre d'impact nul). Il s'agit d'une probabilité pour une fonction, donc d'une fonctionnelle. On cherchera, en particulier, à modéliser les fluctuations locales autour de la valeur moyenne. Des résultats expérimentaux récents montrent que ces fluctuations ne sont pas exactement gaussiennes. Or la condition que la densité d'énergie soit partout positive implique des non-gaussianités, dont nous pensons qu'elles suffisent à expliquer les observations. Il s'agira de vérifier cette conjecture par des calculs quantitatifs.

Si le sujet ci-dessus est un “petit calcul” qui ne constitue pas davantage qu'un sujet de stage, il y a plusieurs sujets de thèse envisageables dans le prolongement de ce galop d'essai. L'équipe de l'IPhT travaillant sur les collisions d'ions lourds compte 4-5 chercheurs permanents et 5 postdocs, qui garantissent aux thésards un environnement scientique de grande qualité.

 

 

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