Partenaires
Menu
Rechercher
Navigation
Accueil > Thèses, Stages, Formation et Enseignement > Propositions de thèses 2025 > Recherche directe de matière noire auprès de l’expérience DAMIC-M
Recherche directe de matière noire auprès de l’expérience DAMIC-M
par Tristan Beau - 5 décembre 2024
Titre : Recherche directe de matière noire auprès de l’expérience DAMIC-M
Directrice/directeur de thèse : Antoine Letessier Selvon
Groupe d’accueil :RCMN
Collaboration : DAMIC-M
Description :
Le projet EDIM (Explotation of the DAMIC-M Instrument at Modane) est intégré au groupe de recherche directe de matière noire DAMIC-M (Dark Matter In CCD au laboratoire souterrain de Modane). Nous avons développé au sein du LPNHE un détecteur innovant et ultra sensible pour la recherche de matière noire légère et l’exploration du secteur caché. Ces développements ainsi que le montage de l’expérience sont réalisés dans le cadre d’un financement Advanced Grant de l’European Research Council et en partenariat étroit avec l’Université de Chicago. La thèse que nous proposons qui est financée par l’ANR sera consacrée à la mise en route du détecteur (2025/26) et à la prise de données (2026/27) et enfin à l’exploitation et la publication des résultats (2027/2028).
La matière noire représentent plus de 80% de la matière contenue dans l’Univers mais n’a toujours pas été observée dans les laboratoires terrestres. Ce n’est que par son influence gravitationnelle et ses effets sur l’évolution de l’Univers primordial et la formation des structures que les preuves de son existence se sont considérablement renforcées au cours des dernières décennies. Ces mesures indirectes ne permettent malheureusement pas de déterminer avec précision sa nature et ses propriétés. La mise en évidence d’une détection directe est donc au cœur de la recherche fondamentale contemporaine.
Le projet couvre l’ensemble des phases d’élaboration et d’exploitation d’une expérience de physique. Les premières années ont été dédiées aux recherches et développements sur le détecteur (CCD skipper et électronique associée), au contrôle des bruits de fonds et à l’optimisation de l’installation à partir de simulations détaillées du dispositif expérimental. En 2021 nous avons procédé à l’installation à Modane d’un prototype du détecteur dont l’exploitation à déjà donné lieu à des publications dans des journaux de tout premier plan, en particulier Physical Review Letters (voir ci-dessous).
Le travail de thèse portera initialement sur la mise en route du détecteur final. Dans un deuxième temps il portera sur l’exploitation et l’analyse des données. Plusieurs sujets d’analyses seront envisageables, allant de la recherche de WIMPS léger, à celle de matière noire leptophilique ou encore de la recherche de photons du secteur sombre.
L’étudiant sera amené à présenter régulièrement ses travaux dans les réunions de travail de la collaboration qui est fortement internationale avec en particulier des liens très forts avec l’Université de Chicago et celle de Seattle aux EtatsUnis. Un stage avec l’équipe encadrante permettra de se familiariser avec le projet ainsi qu’avec les outils indispensables à sa mise en œuvre.
La thèse sera dirigée par Antoine Letessier Selvon, directeur de recherche classe exceptionnelle au LPNHE à Paris. Antoine Letessier Selvon est le coordinateur scientifique de DAMIC-M.
Quelques Références :
- First Constraints from DAMIC-M on Sub-GeV Dark-Matter Particles Interacting with Electrons, Phys. Rev. Lett. 130, 171003
- Search for Daily Modulation of MeV Dark-Matter Signals with DAMIC-M, https://arxiv.org/abs/2307.07251
- Confirmation of the spectral excessin DAMIC at SNOLAB with skipper CCDs, https://arxiv.org/abs/2306.01717
- Precision measurement of Compton scattering in silicon with askipper CCD for dark matter detection, Phys. Rev. D 106, 092001
- Characterization of the background spectrum in DAMIC at SNOLAB, Phys. Rev. D 105, 062003 (2022)
- Results on Low-Mass Weakly Interacting Massive Particles from an 11kg-day Target Exposure of DAMIC at SNOLAB, Phys. Rev. Lett. 125, 241803 (2020)
Lieu(x) de travail : LPNHE
Déplacements éventuels : Laboratoire Souterrain de Modane, Université de Chicago
Stage proposé avant la thèse : Oui
Dans la même rubrique :
- Recherche de la violation de la conservation de la saveur des leptons chargés avec l’expérience LHCb au CERN
- Development of the new silicon pixel tracker for the upgrade of the ATLAS detector at the High Luminosity LHC (HL-LHC), study of the performance of the new design, and application to the research of new physics and precision Higgs measurements at HL-LHC
- Vers le multi-messagers à ultra-haute énergie avec GRAND
- Reconstruction du détecteur Hyper Kamiokande et étude d’oscillation des neutrinos avec ces premières données
- Top Mass measurement in all hadronic final state using Atlas detector
- Mesure de la masse du quark top et de la fragmentation des quarks b avec des événements ttbar avec des mésons J/psi dans l’état final. Participation à la mise à niveau du détecteur ATLAS auprès du LHC
- Measurement of solar pp neutrinos flux in XENONnT and development of new electrodes for DARWIN
- Recherche de particule de type axion de longue durée de vie au LHC dans l’expérience ATLAS
- Caractérisation de l’énergie noire avec les supernovae de ZTF-II et LSST
- tudes de population de sources astrophysiques pour la recherche de violation d’invariance de Lorentz et des délais intrinsèques aux sources. Analyses combinées des données de H.E.S.S. et préparation aux analyses CTAO.
- Improving the discovery potential of XENONnT and XLZD on detecting dark matter with the study of their electrodes
- Instrumentation pour la deuxième phase du spectrographe multi-objet DESI
