Propositions de stages à pourvoir
Production et caractérisation d’une électrode intégrée d’un détecteur sphérique gazeux pour la recherche des événements rares
Niveau : M2-M1
Formation souhaitée : Physique; Détecteur, Électronique
Encadrant(s) : Ali Dastgheibi fard et Olivier Guillaudin (service service ultra basse radioactivite)
Durée du stage (mois) : 3
Poursuite en thèse : non envisagée
Descriptif : Le Laboratoire Souterrain de Modane (LSM) est une Infrastructure de Recherche (IR) du CNRS, rattachée administrativement au LSPC, à l’UGA et au CNRS. Il a été creusé en 1982. Le LSM est situé sous les Alpes, plus précisément au kilomètre 6.3 du tunnel routier de Fréjus qui relie l’Italie et la France. Situé à 1228m d’altitude, il est protégé par 1780 m de roches, l’équivalent de 4800 m d’eau. Il héberge différentes expériences de physique fondamentale :
- pour la recherche de neutrino : les expériences SuperNemo, TGV et BINGO (en cours de construction)
- pour la recherche de la matière noire : les expériences DAMICM, SEDINE (Collaboration NEWS-G utilisant des détecteurs sphériques gazeux).
Le détecteur sphérique, comme son nom l’indique, est constitué d’une enceinte sphérique en métal ou d’autres matériaux. Celle-ci est reliée à la masse. Au centre, l’anode qui est une bille. Elle est reliée à la haute tension. Les mêmes câbles sont utilisés pour la relier au système d’acquisition qui est composé d’un filtre électronique et un preamplificateur de charges.
L’avantage du détecteur sphérique est sa très faible capacité intrinsèque (~ 1 pF). La longueur des câbles utilisés pour relier la bille à l’électronique qui se trouve à l’extérieur de la sphère augmente la capacité parasite et donc le bruit électronique.
Nous envisageons d’intégrer l’ensemble (ou une partie) du système d’acquisition y compris l’ADC au plus proche de l’électrode central, par exemple dans son support afin de réduire la capacité parasite de liaison.
Le sujet du stage porte sur la conception de cette électrode intégrée et sa caractérisation dans le détecteur sphérique prévu pour la recherche des événements rares. Il pourra également porter sur les tests prélimnaires sur table d’un nouveau préamplificateur CMOS bas bruit très prometteur pour ce genre d’application.
La partie expérimentale du stage consiste à :
- évaluer le dimensionnent des composants appropriés
- concevoir l’électrode intégrée
- tester le dispositif conçu dans le détecteur
- caractériser la tension appropriée pour optimiser la résolution en énergie
La partie simulation du stage consiste à :
- modéliser l’électrode (partiellement réaliser par le stagiaire de l’année précédent)
- simuler le champ électrique dans le détecteur (partiellement réaliser par le stagiaire de l’année précédent)
Compétences requises :
- le goût de l’expérimentation
- la notion de modélisation de la méthode des éléments finis (certainement le programme COMSOL Multiphysics)
- la maitrise de l’anglais écrit/oral
- le travail en équipe
Commentaire : Lieu du stage :
LPSC_LSM Modane et Grenoble
(Nous vous aiderons pour l'obtention du logement à Modane)
Responsables du stage :
Ali DASTGHEIBI-FARD ali.dastgheibi-fard@lpsc.in2p3.fr 04.79.05.54.55
Olivier Guillaudin olivier.guillaudin@lpsc.in2p3.fr 04.76.28.40.31
Date de la proposition : 2024-02-14