Post-doctorat - Modélisation 'particle-in-cell' des collisions élastiques dans les plasmas - H/F

Description du poste:

Description du poste

Domaine

Physique du noyau, atome, molécule

Contrat

Post-doctorat

Intitulé de l'offre

Post-doctorat - Modélisation 'particle-in-cell' des collisions élastiques dans les plasmas - H/F

Sujet de stage

La méthode « particle-in-cell » (PIC) est désormais la technique la plus commune pour la simulation cinétique des plasmas soumis à d'intenses faisceaux laser ou de particules chargées. Les codes PIC modernes intègrent couramment des modules Monte Carlo décrivant divers processus atomiques, radiatifs ou de d'électrodynamique quantique. Un exemple notable est le code CALDER, développé au CEA au cours des deux dernières décennies. Ces outils pèchent toutefois par l'imprécision notoire de leurs modèles collisionnels dans des plasmas relativement froids et denses. Des corrections ad hoc peuvent être appliquées, cependant, ces corrections sont le plus souvent heuristiques et leur validité restreinte à des plages étroites de paramètres.

Durée du contrat (en mois)

2 ans + 2 x 1an renouvelables

Description de l'offre

Le projet vise à améliorer la description des collisions élastiques dans les simulations PIC. Ce nouveau modèle s'appuiera sur les théories du transport développées pour les métaux liquides et les plasmas denses, en tenant compte de la dégénérescence électronique, de l'écrantage électronique et de l'ordonnancement atomique. Plus précisément, nous envisageons d'adapter le formalisme de Ziman généralisé à deux températures au cadre PIC. Une fois incorporé dans CALDER, ce modèle sera appliqué à deux configurations physiques.
Un algorithme collisionnel inspiré d'un module existant sera d'abord développé, intégrant diverses corrections par rapport au modèle précédent. Les éléments théoriques seront tirés de la littérature, et l'algorithme sera validé en reproduisant la résistivité électrique en fonction de la température du plasma.
Par la suite, des simulations CALDER exploreront l'influence de ce nouveau modèle dans deux configurations. La première mettra en jeu des faisceaux d'électrons ultrarelativistes injectés dans des métaux solides, en se concentrant sur les instabilités concurrentes (modes de filamentation et obliques 'double-faisceau') et leurs signatures radiatives, en lien avec un projet expérimental au SLAC National Accelerator Laboratory.
La deuxième étude portera sur le chauffage isochore de cibles solides par des impulsions laser ultrabrèves, visant à créer des plasmas de haute densité d'énergie pour tester les modèles de physique atomique. Un traitement raffiné des collisions pourrait significativement modifier la dynamique de chauffage de la cible par rapport aux calculs antérieurs.
Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l'inclusion des travailleurs handicapés.
Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

Profil du candidat

Simulations PIC, programmation, calcul haute-performance.
Physique des plasmas.
Post-doctorat

Localisation du poste

Site

DAM Île-de-France

Localisation du poste

France, Ile-de-France