Dynamique de faisceau pour un accélérateur laser-plasma multi-étages // Beam Dynamics for a Mul[...]

Dynamique de faisceau pour un accélérateur laser-plasma multi-étages // Beam Dynamics for a Multi-Stage Laser-Plasma Accelerator

Réf ABG- ADUM-73808 Sujet de Thèse

Université Paris-Saclay GS Physique

Lieu de travail : Gif sur Yvette Cedex – Ile-de-France – France

Mots clés : Accélération laser plasma, Dynamique des faisceaux, Simulations numériques, Faisceau d'électrons, Laser plasma acceleration, Beam dynamics, Numerical simulations, Electron beams

Description du sujet

Les accélérateurs à champ de sillage laser‑plasma (LWFA, Laser–plasma WakeField Accelerators) fournissent des gradients d’accélération élevés (supérieurs à 100 GV/m) et constituent une voie prometteuse pour réduire la taille et le coût des futurs accélérateurs haute énergie. La configuration multi‑étages propose d’augmenter l’énergie globale du faisceau, d’améliorer sa charge totale et/ou la cadence de répétition en combinant plusieurs étages d’accélération.

La thèse se concentrera sur les études physiques et numériques nécessaires pour proposer une conception entièrement intégrée d’un LWFA multi‑étages, incluant l’optimisation des sections d’accélération plasma et des lignes de transport de faisceau afin de préserver la qualité du faisceau (taille transverse, divergence, emittance et dispersion en énergie).

Responsabilités

Le ou la candidat·e utilisera et couplera plusieurs codes de simulation numérique dédiés pour modéliser les différentes étapes d’accélération et de transport. Il·elle explorera également des techniques d’optimisation basées sur l’apprentissage automatique pour améliorer l’efficacité et les performances de la conception.

Profil recherché

Le ou la candidat·e retenu·e doit détenir un diplôme d’ingénieur ou un Master (ou équivalent) en physique des plasmas, en physique des accélérateurs, ou dans un domaine étroitement lié. Une solide formation en modélisation analytique, méthodes numériques et simulation computationnelle est attendue. Le candidat doit démontrer une pensée rigoureuse et analytique ainsi qu’une capacité de travailler de manière autonome tout en collaborant efficacement au sein d’une équipe de recherche multidisciplinaire. D’excellentes compétences en communication, notamment la présentation de résultats à des conférences internationales et la rédaction de publications scientifiques, sont requises. La maîtrise de l’anglais, à l’écrit et à l’oral, est indispensable.

Début de la thèse

01/10/2026