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Post-doctorat - Post-doc - Modélisation de l'interaction électrons-ions dans les liquides à 2 températures


Détail de l'offre


Description du poste

Matériaux, physique du solide


Sujet de stage

L'avènement des lasers femtoseconde a apporté un nouvel éclairage sur la physique hors équilibre. L'absorption ultra-rapide d'énergie par les électrons et la vitesse limitée du transfert d'énergie vers le réseau créent des états hors équilibre, qui définissent une nouvelle classe de processus non thermiques, du solide jusqu'aux conditions extrêmes. L'interaction dynamique entre les électrons et les noyaux est la clé de la dynamique des transitions de phase ultra-rapides. Le taux de transfert de chaleur entre électrons et ions est pris en compte par le couplage électron-phonon, qui est une donnée cruciale. Il existe toujours une controverse sur la formulation de la constante de couplage utilisée pour décrire les systèmes à deux températures. L'objectif du postdoc est de faire progresser la formulation théorique du couplage électron-phonon, alors même que le concept de phonon n'existe plus dans les liquides, et de mettre en œuvre cette nouvelle formulation.


Durée du contrat (en mois)

2 ans + 2 x 1 an renouvelables


Description de l'offre

L'évolution temporelle des températures électronique et ionique peut être décrite par des équations de transfert d'énergie, dans un modèle dit 'à deux températures' (Two Temperature Model, i.e. TTM). Le taux de transfert de chaleur est pris en compte par la diffusion électron-phonon et le couplage électron-phonon est une entrée cruciale pour le TTM. À l'heure actuelle, il existe toujours une controverse sur la description de cette constante de couplage pour les systèmes à deux températures lorsqu'ils passent de l'état solide à l'état liquide, puis plasma. Au cours de cette transformation, la matière atteint des conditions extrêmes de température (jusqu'à ~30000K) et de pression (jusqu'à ~100GPa). Cela constitue un défi pour les calculs théoriques modélisant l'évolution temporelle de la structure électronique. L'approche de la physique des solides considère que la cinétique électronique est transférée aux degrés de liberté des ions liés, décrits comme des phonons. D'un autre côté, les approches de physique des plasmas considèrent la diffusion des électrons avec les plasmons. Récemment, de nouvelles formulations ont été proposées en utilisant la DFT dépendante du temps. Au cours de ce post-doc, il sera nécessaire d'établir la formulation du couplage électron-ion, adaptée à la matière dense et chaude, en partant des publications les plus récentes. Cette formulation sera ensuite mise en œuvre dans un code 'premiers principes', le logiciel ABINIT, un projet international collaboratif développé dans notre laboratoire (www.abinit.org). Enfin, il faudra réaliser des simulations de dynamique moléculaire basées sur la DFT, en utilisant les supercalculateurs massivement parallèles du CEA, afin d'obtenir le couplage électron-phonon pour les métaux à deux températures dans des conditions extrêmes. Toute cette étude sera réalisée en étroite collaboration avec des équipes de physiciens expérimentateurs.


Profil du candidat

Solide expertise en physique des solides, et notamment en simulation numérique. Bonne connaissance en programmation.
Linux, Fortran, Abinit, Programmation parallèle


Localisation du poste

Bruyères-le-Châtel


Informations générales


Entité de rattachement

La Direction des Applications Militaires (DAM) du CEA, au cœur des enjeux de la dissuasion nucléaire Française, cherche ses futurs talents. Organisme inclusif, le CEA est handi-accueillant : nos emplois sont ouverts à toutes et tous. Associer les forces et les compétences de chacun pour atteindre nos objectifs est l'une de nos valeurs partagées par nos 4 600 salariés, répartis sur 5 centres. Les 1 800 salariés du centre de Bruyères-le-Châtel, en Ile de France relèvent les défis scientifiques et technologiques au service de notre Sécurité Nationale. Le centre conçoit les charges nucléaires des armes de la dissuasion, garantit leur sécurité et leur fiabilité en s'appuyant sur le programme simulation. Il met son expertise technique au service des activités dans la lutte contre la prolifération nucléaire, le terrorisme et les alertes en cas de séisme ou de tsunami. Il assure l'ingénierie des infrastructures complexes de la DAM, de leur conception à leur démantèlement. Il co-développe avec Atos les supercalculateurs au meilleur niveau mondial, dont sont issus ceux du Très Grand Centre de Calcul du CEA, qu'il exploite pour ses missions Défense et gère au profit de la recherche. Enfin, il exploite les installations nécessaires au maintien en condition opérationnelle et à la conception des chaufferies nucléaires embarquées sur les sous-marins et les porte-avions. Venez vous investir et relever des défis avec des moyens technologiques d'exception!

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