Décomposition d'un champ laser comme une somme de rayons épais

Physique du noyau, atome, molécule Stage - Bac+5 - Décomposition d'un champ laser comme une somme de rayons épais - H/F En Fusion par Confinement Inertiel (FCI), l’interaction des faisceaux lasers avec le plasma excite un ensemble de mécanismes instables (les instabilités paramétriques) qui altèrent la propagation des faisceaux et entravent le dépôt de leur énergie dans la cible de FCI. Pour tenter de contrôler ces instabilités, une parade efficace consiste à détruire la cohérence spatio-temporelle des faisceaux afin d’empêcher les instabilités de se développer sur de longues durées ou de grands volumes. Le faisceau est alors dit « lissé ». Quoiqu’efficace, cette technique rend l’interaction du faisceau avec le plasma physiquement complexe et difficile à modéliser, que ce soit via des approches théoriques ou des codes de calcul existants. Pour ces derniers, le coût numérique des simulations est un obstacle majeur, que nous cherchons à contourner via des méthodes de simulation innovantes. L’objectif de ce stage est de perfectionner une méthode numérique développée dans le laboratoire de propagation de faisceaux laser lissés grâce à la décomposition de ces derniers en une somme de rayons lumineux dits épais. Le.a stagiaire s’appuiera sur un cadre mathématique et un code de simulation récemment développés au cours d’une thèse de doctorat. Plus spécifiquement, le travail réalisé pendant cette thèse a permis de montrer que la précision de la méthode de propagation du faisceau dépend de manière cruciale de l’algorithme qui définit les rayons à émettre. Le point central de ce travail de stage consistera en l’amélioration de cet algorithme (celui-ci s’appuie sur une décomposition dite en série de Gabor du champ laser) afin de mieux l’adapter à notre situation physique et d’en retirer certaines approximations mathématiques qui pénalisent la précision globale de la simulation. La démonstration de la propagation très précise, via les rayons, du faisceau dans le vide et dans un plasma (en comparaison d’un modèle numérique de référence) constituera un point d’étape important permettant d’assoir la pertinence de l’approche basée sur les rayons épais. Dans un second temps, on pourra débuter la tâche autrement plus vaste d’exploiter les rayons épais pour modéliser l’interaction du faisceau laser avec le plasma. Ceci permettra de faire le lien avec la problématique physique centrale pour la FCI de la propagation des faisceaux laser dans un plasma dans des configurations réalistes. 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. Mathématiques appliquées / Physique des plasmas, méthodes numériques. Programmation informatique (C ou Fortran), bases en MATLAB ou Python. Bac+5