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Result of competition for ED’s doctoral contracts — Doctoral missions

Welcome on the news page of the Doctoral School ED564 : «Physique en Île-de-France»

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Training

Upcoming thesis defenses

  • 2022-10-04 : Hippolyte Verdier (Pasteur-UBC)
    Inférence amortie de la dynamique des biomolécules

    At : Institut Pasteur, amphi à définir , on 14:00

    Étant donnée la diversité des interactions physiques qui influencent la dynamique des biomolécules dans les cellules, leur mouvement est souvent composite alors que nombre d’estimateurs s’appuient sur l’hypothèse de modèles de marches aléatoires canoniques. Dans cette thèse, nous proposons une méthode d’inférence amortie permettant dans un premier temps d’estimer de façon robuste et précise un certain nombre de paramètres physiques des marches aléatoires, puis de comparer les dynamiques d’ensembles de trajectoires ainsi que d’estimer la significativité statistique des différences éventuellement relevées. Cette méthode s’appuie sur des réseaux de neurones et notamment sur la représentation des trajectoires sous forme de graphes permettant d’encoder les corrélations temporelles à toutes échelles ainsi que leurs symétries. Nous évaluons la pertinence d’une telle représentation en comparant la performance obtenue sur des trajectoires de mouvement Brownien fractionnaire avec la borne inférieure de la variance que permet d’estimer l’inégalité de Cramer-Rao. Par ailleurs, nous présentons une plateforme web permettant aux chercheurs d’utiliser cette méthode sur leurs données expérimentales de trajectoires.

  • 2022-10-04 : Nastassia Pricoupenko (PCC)
    Réponse biomécanique de cellules épithéliales à l’activation de l’oncoprotéine Src

    At : Amphithéâtre Marie Curie Institut Curie - Physico Chimie Curie UMR168 11-13, rue Pierre et Marie Curie , on 14:00

  • 2022-10-06 : Romaine Kerjouan (LPENS)
    Rayonnement synchrotron THz dans le graphène ondulé

    At : Salle L357 , 24 rue Lhomond Paris 5 , on 14:30

  • 2022-10-07 : Tanish Sanjiv Satoor (LKB)
    Manipulating ultracold dysprosium’s atomic spin to encode quantum critical, entangled, and topological states of matter

    At : Collège de France - 11, place Marcelin-Berthelot, 75005 Paris - Amphithéâtre Guillaume Budé , on 14:00

    This thesis describes three studies using ultracold gases of bosonic dysprosium atoms. We encode quantum states of interest in the large electronic ground state spin J=8 of each atom. Narrow-line optical transitions are used to manipulate these states by creating strong spin-dependent tensor light shifts with negligible heating. Our detection scheme uses arbitrary spin rotations followed by measurement of projection probabilities with single sublevel resolution. Firstly, we study a transverse field Ising model of quantum spin 1/2s with infinite-range interactions. This model shows a paramagnetic to ferromagnetic quantum phase transition in the thermodynamic limit. Our experiment relies on the formal equivalence between the states of a spin J=8 and exchange-symmetric states of 2J=16 qubits in the sector of maximum total spin. We probe the thermodynamic and dynamical properties, revealing finite-size quantum critical behaviour around the transition point. We also directly test the fundamental link between symmetry breaking and the appearance of a finite order parameter. This is enabled by access to the collective observable defining the underlying Z2 symmetry. Secondly, we partition the electronic spin to reveal entanglement in nonclassical states. By optically coupling the ground level to an excited state J’ = J-1, we remove a pair of encoded qubits in a state defined by the light polarisation. We probe the concurrence of qubit pairs extracted from W and squeezed states to quantify their nonclassical character. We directly demonstrate entanglement between the 14- and 2-qubit subsystems via an increase in entropy upon partition. In a complementary set of experiments, we probe the decoherence of a state prepared in the excited level J’ = J + 1 and interpret spontaneous emission as a loss of a qubit pair in a random state. This allows us to contrast the robustness of nonclassical pairwise correlations of the W state with the fragility of the coherence of a Schrödinger cat state. Thirdly, we simulate a quantum Hall system by exploiting the electronic ground state spin as a discrete synthetic dimension, and optically coupling it to atomic motion along a second real dimension. This creates an artificial magnetic field, with the two coupled dimensions forming a Hall ribbon with sharp edges along the synthetic axis. We demonstrate that the large number of magnetic sublevels leads to distinct bulk and edge behaviours, and a Hall response characteristic of a non-trivial topology. We perform a preliminary investigation of the entanglement spectrum associated with a partition at the centre of the synthetic dimension, and we explain how future studies could directly implement the corresponding entanglement Hamiltonian. We conclude with a roadmap for extending the techniques presented in this thesis in order to realise many-body topological states.

  • 2022-10-07 : Yu Lei (MSC)
    Magnetic and temperature-responsive composites for efficient dye adsorption
  • 2022-10-10 : Florentin Jaffredo (IJCLab)
    Flavor problem at low and high energy scales

    At : conference room 100/-1-A900 - Auditorium Joliot Curie, bat 100 , on 14:00

    Despite being a very successful theory, the Standard Model (SM) of Particle Physics cannot be the final theory of Nature. Various puzzles remain unexplained, including the issue of hierarchy of scales and the flavor problems, which call for New Physics (NP) beyond the Standard Model. Recent experimental hints of lepton flavor universality violation in semileptonic $B$-meson decays through charged and neutral currents sealed the flavor sector as a critical laboratory for studying physics beyond the SM. In this work, we propose several new observables the measurement of which could be relevant for flavor physics and set relevant constraints onto NP, both in the model-independent framework via Effective Field Theories (EFT) and with explicit scenarios, involving low-energy Leptoquarks. After pointing out the main features of the SM and the EFTs that we use to parametrize NP, we focus on the semileptonic and leptonic decays of pseudoscalar mesons involving charged currents, and propose observables that are mostly free of hadronic uncertainties and that are independent of the CKM matrix elements. Using available experimental results, we derive bounds on several effective couplings to new physics. We then study in great details the semileptonic decays of heavy baryons, especially the perspectives they offer in terms of new observables that can be extracted from angular distributions. We make several predictions for quantities related to $Lambda_b oLambda_c auar{ u}$ in the SM and its several extensions. That decay is currently studied at LHCb. Complementary to the low-energy processes, we also study the high-energy ones. We systematically analyze the flavor constraints that arise from the tail of the differential cross-section $pp oellell’$ at ATLAS and CMS. Due to the energy enhancement of these processes, brought by NP compared to the SM, we find constraints that are often complementary and competitive with low-energy precision observables, and in some cases even better. We create and develop a new package ``HighpT’’, designed to automatize this analysis for a generic EFT up to and including operators of dimension 8. Furthermore, we extend that to any (propagating) tree-level mediator. Comparing the two approaches allows us to explicitly check the validity of the EFT expansion in collider studies, and show that it can introduce uncertainties even for non-resonant processes. Finally, we study some concrete examples of explicit NP scenarios involving $mathcal{O}$($1$ TeV) leptoquarks (LQ) than can accommodate all of the available constraints. Among the $3$ scalar and $2$ vector LQs we consider, we show that only the vector singlet LQ can accommodate a plethora of low-energy experimental data as constraints, including both $B$-anomalies and remain compatible with direct searches $pp o ellell’$ high-$p_T$ tails. We also propose and demonstrate that a scenario involving a pair of scalar LQs, $R_2$ and $S_3$, can also satisfy all constraints. Such a scenario is even better since it remains renormalizable and no UV-completion needs to be specified to compute the loop effects.

  • 2022-10-11 : Carlo Branchina (LPTHE)
    Scalar interactions, Gravity and Black Holes

    At : Campus Jussieu, 4 pl. Jussieu, Paris 5ème, couloir 13-14, Bibliothèque du LPTHE , on 15:00

    Quelle que soit la théorie microscopique fondamentale qui décrit l’Univers, à energies suffisament basses celle-ci doit être bien décrite par une théorie effective des champs, c’est à dire une théorie quantique des champs valable jusqu’à une certaine énergie maximale. C’est ici que de nouveaux degrés de libertés doivent se manifester et prendre le relais. Dans ce cadre, même en absence d’une théorie quantique de la gravité, il est possible d’en étudier certaines proprietés de faibles énergies. A cet égard, à partir d’ aspects connu de la gravité quantique, le “Swampland” a pour but celui d’individuer comment ceux-ci se traduisent en contraintes pour la théorie des champs qui en donne une description effective à faibles energies. Dans cette thèse, nous allons étudier une de ces contraintes connue comme la “Weak Gravity Conjecture”, qui, dans sa forme d’origine, non seulement traduit l’idée que la gravité soit plus faibles que les interactions électromagnetiques aux énergies dont nous faisons éxperience, mais permet aussi que tous les trous noirs de Reissner-Nordström se désintegrent . Je montrerais comment il est possible d’étendre ceci à d’autres situations. En particulier, nous allons voir selon quelle logique il est possible de contraindre les interactions scalaires pour qu’elles soient dominantes par rapport à la gravité, et quelles contraintes posent la désintegration de trous noirs ayant une charge scalaire. Une prédiction de la conjecture pour les théories avec des bosons de jauge faiblement couplés au photon sera aussi discutée. Dans le domaine de validité de la théorie effective, la forme que celle-ci prend à une certaine énergie est reliée à celle qu’elle a à une autre énergie à travers le flux décrit par le groupe de renormalisation. Dans une deuxième partie de la thèse, je montrerais que la formulation du groupe de renormalisation donnée par Wilson peut nous apporter un point de vue différent sur le problème de “naturalness”, notamment liée à la forte sensibilité des masses scalaires aux détails de la theorie d’hautes énergies qui complète la théorie effective. Une approche complémentaire au Swampland basée sur les résultats éxperimentaux ressortira naturellement.

  • 2022-10-12 : Pierre Mergny (LPTMS)
    Random Matrix Theory and Applications

    At : Salle Bouvard 1 - 23 rue de l’université, 75007 Paris. , on 14:00

  • 2022-10-14 : Andris Pavils Stikuts (PHENIX)
    Magnetic fluid droplets in rotating fields: theory, experiments and simulations

    Due to a combination of responsiveness to external magnetic fields, magnetic fluid droplets make an interesting material that has found many applications in microfluidics. In this work we demonstrate the results of magnetic droplet dynamics actuated by a rotating field. The first part of the presentation is concerned with the shape dynamics of a single magnetic droplet in medium strength and frequency rotating field. The dynamics are examined theoretically in the limit of small deformations, with simulations for medium deformations, and experimentally. We demonstrate how well the simple model of a magnetic fluid can describe the droplet dynamics in a rotating field. In the second part, we show the collective dynamics of ensembles of magnetic droplets. For specific rotating magnetic field parameters, the droplets arrange themselves in regular crystal-like structures that rotate in the direction of the field, but more slowly than it. Large crystals of rotating droplets contain grains with a boundary of dislocations. The motion of small crystals is replicated by modeling the droplets as point torques.

  • 2022-10-14 : Arthur Genthon (GULLIVER)
    Fluctuations dans les lignées et populations de cellules : un point de vue thermodynamique

    At : Amphithéâtre Holweck, Bâtiment C ESPCI Paris, 10 rue Vauquelin, 75005 Paris , on 15:00

  • 2022-11-03 : Kunlun Dai (LKB)
    Vers une imagerie à atome unique du gaz de Fermi unitaire

    At : Conf IV 24 rue Lhomond, 75005 Paris , on 15:00

  • 2022-11-09 : Gabin Laurent (GULLIVER)
    Perspectives statistiques de l’homochialité

    At : Amphithéâtre Charpak 10 rue Vauquelin, 75005, Paris , on 14:00

  • 2022-11-10 : François Simon (Pasteur-Microbio)
    Single-molecule microscopy of bacterial morphogenesis

Events

  • PhD talent fair
    2022-10-21

    Le 21 octobre prochain se tiendra à Paris le PhDTalent Career Fair, forum de recrutement dédié aux docteurs co-organisé par PhDTalent et l’ensemble des regroupements franciliens. Pour cette onzième édition, ce sont près de 150 entreprises et 5000 doctorants et docteurs qui sont attendus.

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