Simulation de l'interaction laser ultra-intense avec une cible solide

Physique du noyau, atome, molécule Stage - Bac+5 - Simulation de l'interaction laser ultra-intense avec une cible solide - H/F Comprendre les propriétés de la matière dense et chaude (densités proches du solide et températures de l’ordre de 10^7 K) reste un défi scientifique majeur, et l'utilisation de lasers d’Ultra-Haute Intensité (UHI) est actuellement l'un des seuls moyens pour l'étudier en laboratoire. Lors de l'interaction, l'énergie du laser est déposée sur une durée ultra-brève, entraînant un chauffage isochore (extrêmement rapide, sans que la cible n'ait le temps de se détendre). Les propriétés radiatives des cibles, c'est-à-dire l'émission ou l'absorption de rayonnement X, peuvent être mesurées expérimentalement et sont un moyen de sonder cet état de la matière. Cependant, la compréhension fine des mécanismes physiques gouvernant le chauffage et les propriétés radiatives des cibles solides irradiées par de tels lasers reste une question scientifique ouverte, à la frontière entre la physique de l'interaction laser-plasma UHI et la physique atomique qui gouverne l'émission X. Le but de ce stage sera de simuler l'interaction laser-cible avec le code CALDER, un code de type Particle-In-Cell (PIC), et d'en améliorer la compréhension. Ce code permet de simuler l'interaction d'un laser UHI avec un plasma et intègre certains modules de physique utiles à la description des plasmas denses et chauds, tels que l'ionisation, l'émission de rayonnement X ou sa réabsorption par le plasma. CALDER est développé dans le laboratoire d'accueil et est utilisé sur les supercalculateurs du CEA, auxquels le.a candidat.e aura accès. L’étudiant.e aura pour but de tester les capacités et limites du code CALDER à simuler ces plasmas, puis de modéliser des expériences récentes ou envisagées, destinées à mettre en condition et étudier ces plasmas denses et chauds. Des codes de physique atomique pourront aussi être utilisés pour affiner les spectres de rayonnement X simulés par CALDER, en considérant des densités et températures données par CALDER. À partir de ces simulations, le.a candidat.e cherchera à comprendre les effets physiques prépondérants qui entrent en jeu dans ces plasmas et à proposer des modèles physiques simplifiés pour les décrire. 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.