Job Description

Job Information Organisation/Company
Universite Paris-Saclay GS Physique Research Field
Physics Researcher Profile
Recognised Researcher (R2)
Leading Researcher (R4)
First Stage Researcher (R1)
Established Researcher (R3) Country
France Application Deadline
23 Apr 2026 - 22:00 (UTC) Type of Contract
Temporary Job Status
Full-time Is the job funded through the EU Research Framework Programme?
Not funded by a EU programme Is the Job related to staff position within a Research Infrastructure?
No
Offer Description
FR
L'acceleration par sillage laser plasma (Laser Wakefield Acceleration, LWFA) d'electrons [1] est un mecanisme base sur le couplage non lineaire entre des impulsions laser de haute intensite et un plasma, capable de generer des champs accelerateurs extremement intenses pour la production de faisceaux d'electrons relativistes sur de courtes distances. Ce mecanisme physique presente un grand interet pour un large eventail d'applications, notamment le developpement de nouvelles technologies pour les accelerateurs de particules [2, 3].
En particulier, le developpement d'accelerateurs d'electrons de haute energie bases sur la LWFA necessite de maintenir l'acceleration des electrons sur de longues distances, bien au-dela de la longueur de diffraction de l'impulsion laser pilote. Pour atteindre cet objectif, l'impulsion laser doit etre guidee ; de maniere analogue aux guides d'ondes utilises pour les lasers de faible intensite, comme les fibres optiques, l'indice de refraction du plasma peut etre mis en forme afin de guider des impulsions laser intenses.
Pour relever ce defi, les canaux plasma issus de l'ionisation par champ electrique du laser se sont reveles etre une voie prometteuse [4], qui doit etre approfondie. L'objectif du travail propose est d'explorer de nouvelles approches pour guider des impulsions laser intenses sur de longues distances, afin de fournir des solutions permettant d'accelerer des electrons a haute energie (au-dela de 1 GeV), pouvant etre utilisees a de plus hautes energies.
Cette etape est cruciale pour plusieurs projets internationaux tels que EuPRAXIA [2] et ALEGRO [3], dans lesquels l'equipe ITFIP du LPGP est fortement impliquee.
Dans le cadre du projet de these propose, mene en collaboration entre le LPGP et le CELIA, le doctorant developpera des strategies numeriques pour modeliser la formation de canaux de plasma par ionisation optique ainsi que l'evolution suivie par l'evolution hydrodynamique du plasma. Le candidat integrera la mise en oeuvre de modeles physiques simulant differentes echelles caracteristiques, en s'appuyant sur des modeles et des codes numeriques issus de la litterature existante et developpes au cours du projet de these.
Les outils et processus de modelisation developpes seront essentiels pour concevoir de futures experiences utilisant des canaux de plasma pour la LWFA d'electrons sur de longues distances, vers des energies depassant le GeV. Selon les interets du doctorant, des contributions aux travaux de l'equipe experimentale seront egalement possibles.
EN
Laser Wakefield Acceleration (LWFA) of electrons [1] is a mechanism based on nonlinear coupling between high-intensity laser pulses and plasmas, able to generate extremely high accelerating fields for the generation of relativistic electron beams over short distances. This physical mechanism is of great interest for a wide range of applications, including the development of a future technology for particle accelerators [2, 3].
In particular, the development of high-energy electron accelerators based on LWFA requires sustaining electron acceleration over long distances, well beyond the natural diffraction length of the driving laser pulse. To achieve this result, the laser pulse must be guided; similarly to waveguides for low intensity lasers, such as optical fibers, the refractive index associated to plasmas can be shaped to guide intense laser pulses.
To tackle this challenge, plasma channels resulting from optical field ionisation have been shown to be a promising avenue [4], that needs to be further explored. The objective of the proposed work is to explore novel ways to guide intense laser pulses over long distances, providing solutions to accelerate electrons to high energy (above 1 GeV) in a scalable way.
This step is crucial for several international projects like EuPRAXIA [2] and ALEGRO [3], where the team ITFIP at LPGP is actively involved. In the context of the proposed thesis project, conducted in collaboration between the LPGP and CELIA, the PhD candidate will develop numerical strategies to model the formation of plasma channels through optical ionization and the subsequent plasma evolution. The candidate will interface the implementation of physical models simulating different characteristic physical scales, using models and numerical codes drawn from the existing literature, and developed during the thesis project.
The resulting modelling workflows and tools will be essential to design future experiments using plasma channels for long-distance LWFA of electrons toward energies exceeding the GeV level. Depending on the interest of the PhD candidate, contributions to the work of the experimental team will also be possible
Debut de la these : 01/10/2026
Funding category:
Contrats ED : Programme blanc GS-Physique*Programme pour normalien ENS Paris-Saclay
Where to apply Website
Requirements
Specific Requirements
FR
Nous recherchons une personne tres motivee pour apporter une contribution significative au domaine de l'acceleration par sillage laser plasma (Laser Wakefield Acceleration).
Le profil recherche comprend :
- Un diplome de Master 2 en physique, ingenierie ou mathematiques appliquees ;
- Un fort interet pour la modelisation physique appliquee;
- Une solide comprehension de l'electromagnetisme, de la dynamique relativiste classique et de l'optique;
- De bonnes connaissances en physique des plasmas;
- Une maitrise du langage Python et des notions de base en LaTeX;
- Des connaissances de base des methodes numeriques pour la resolution d'equations differentielles (par exemple : differences finies, volumes finis, elements finis, methodes spectrales);
- Au moins une experience dans le developpement d'un solveur numerique pour une equation differentielle ou dans la mise en place d'un diagnostic pour un programme de simulation numerique;
- Une tres bonne maitrise de l'anglais ecrit et oral, permettant de comprendre la litterature scientifique, de presenter des resultats lors de conferences internationales et de rediger des publications (une experience prealable n'est pas requise);
- De la rigueur, une aptitude analytique developpee, une habitude de la reflexion critique, de la resolution de problemes et de la gestion efficace du temps;
- La capacite ou la volonte de travailler efficacement en equipe et avec des collaborateurs/collaboratrices aux profils varies;
- La capacite a expliquer et a synthetiser des concepts et des resultats pour des personnes issues de disciplines diverses.
Les competences et experiences suivantes seront considerees comme des atouts :
- Des connaissances de base en acceleration par sillage laser plasma;
- Des connaissances de base sur la dynamique des faisceaux de particules chargees et la physique des accelerateurs (concepts d'emittance, de charge d'espace, d'equations d'enveloppe pour un faisceau d'electrons);
- Une experience dans l'utilisation ou le developpement d'un code de type Particle-in-Cell (PIC);
- Une experience dans l'interfacage entre differents codes de simulation;
- Une experience avec des logiciels de gestion de versions et de developpement collaboratif tels que GitHub, GitLab ou Mercurial.EN
We are looking for a highly motivated candidate to make significant contributions to the field of Laser Wakefield Acceleration. The desired profile includes:
- Master Degree in Physics, Engineering, or Applied Mathematics
- Strong interest in applied physics modelling
- Deep understanding of electromagnetism, classical relativistic dynamics, and optics
- Strong knowledge in plasma physics.
- Proficiency in Python, and basic knowledge of LaTeX.
- Basic knowledge of numerical methods for solving differential equations (e.g., finite differences, finite volumes, finite elements, spectral methods)
- At least one experience in developing a numerical solver for a differential equation or in developing a diagnostic for a numerical simulation program
- Proficiency in written and oral English to understand scientific literature, present scientific results at international conferences, and in scientific publications (relevant experience is not required).
- Rigorous and analytical aptitude, accustomed to critical thinking, problem-solving, and efficient time management.
- Ability or willingness to work effectively in a team and with diverse collaborators;
- Ability to explain and summarize concepts and results to collaborators with diverse academic backgrounds.
Additionally, the following skills and abilities will be considered a plus:
- Basic knowledge of laser wakefield acceleration.
- Basic knowledge of the dynamics of charged particle beams and particle accelerator physics (concepts of emittance, space charge, envelope equations for an electron beam).
- Experience in using or developing a 'Particle in Cell' type code.
- Experience with interface between different simulation codes.
- Experience with version control software and collaborative development such as GitHub, GitLab, Mercurial.
Additional Information
Work Location(s)
Number of offers available 1 Company/Institute Universite Paris-Saclay GS Physique Country France City ORSAY Cedex Geofield
STATUS: EXPIRED
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Skills Required