| Laboratoire : | Centre de Physique des Particules de Marseille Case 902 |
| 163 avenue de Luminy - 13288 Marseille Cedex 9 | |
| Directeur : | Cristinel Diaconu - 04.91.82.72.01 - diaconu@cppm.in2p3.fr |
| Correspondant : | William Gillard - 04.91.82.72.67 - gillard@cppm.in2p3.fr |
| Groupe d'accueil : | MadMax |
| Chef de groupe : | Fabrice Hubaut 04.91.82.72.51 - hubaut@cppm.in2p3.fr |
| Responsable de stage : | Fabrice Hubaut et Pascal Pralavorio - 04 91 82 72 51 - hubaut@in2p3.fr ; pralavor@cppm.in2p3.fr |
Thématique : Physique des particules
La matière noire est une des grandes énigmes actuelles de la physique fondamentale. En effet, sa contribution à la masse totale de l’Univers est de 85% mais elle ne peut être expliquée dans le cadre du Modèle Standard de la physique des particules (MS). Plusieurs candidats pour la matière noire existent dans les théories au-delà du MS : c’est le cas de l’axion, un des candidats les mieux motivés car il explique aussi l’absence de violation de CP dans l’interaction forte.
La découverte des axions nécessite d’inventer de nouvelles techniques expérimentales. Plusieurs propositions ont émergé ces dernières années. Parmi celles-ci, MADMAX est l’une des seules qui est sensible au domaine en masse autour de 100 micro-eV, favorisé par la théorie. Pour cette raison, elle a attiré l’attention de la communauté scientifique depuis 2016, date à laquelle elle a été proposée. Aujourd’hui, MADMAX est une collaboration de 50 scientifiques de laboratoires allemands et français (dont le CPPM depuis 2019) et fait partie du laboratoire de recherche international DMLab installé à DESY-Hambourg. Basé sur le concept novateur d’haloscope diélectrique, MADMAX sera composé d’un booster fait de 80 disques de 1 mètre de diamètre qui doivent être positionnés à la précision du micromètre à une température de 4 degrés Kelvin et dans un champ magnétique de 9 T. Afin de réaliser ce détecteur, qui prendra des données à DESY après 2030, la collaboration MADMAX est en phase de R&D. Plusieurs tests de prototypes ont été réalisés au CERN en 2024, dont certains ont été effectués pour la première fois à la température de l’hélium liquide.
Le but du stage est de participer à l’analyse de ces données et de chercher des axions dans un espace de phases encore non exploré. Ce travail s’appuiera sur l’expérience développée par le CPPM dans l’analyse des données des autres tests de prototypes, qui ont déjà donné lieu à des publications. En cas d’absence de signal, l’étudiant(e) pourra interpréter ces résultats pour mettre des contraintes sur des photons sombres (un autre candidat à la matière noire).
Plus de détails sur le groupe Matière Noire du CPPM : https://www.cppm.in2p3.fr/web/fr/recherche/physique_particules/#Mati%C3%A8re%20Noire