M2 - Parcours Noyaux, particules, astroparticules et cosmologie (NPAC)

Les thématiques scientifiques couvertes par la formation sont actuellement en plein essor. Pour la physique des particules, le collisionneur protons-protons du CERN, le LHC, a montré récemment des résultats très importants avec la découverte du boson de Higgs (prix Nobel 2013). En cosmologie et astroparticules, la recherche d'énergie noire et de matière noire représente un enjeu scientifique très important pour les années à venir et un prix Nobel a récompensé en 2011 les avancées dans ce domaine. Quant à la physique nucléaire, elle est également en effervescence avec le démarrage de SPIRAL 2, un accélérateur qui devrait entre autres permettre de comprendre l'origine des éléments et de leur abondance sur terre.

La recherche de demain a donc besoin de chercheurs et chercheuses formées aux thématiques du parcours NPAC. Celui-ci a de nombreux atouts en ce sens : c'est une formation étroitement liée au milieu de la recherche. Toutes les enseignantes et enseignants sont des chercheurs et chercheuses de pointe et les étudiantes et étudiants passent du temps dans les laboratoires pour des stages ou des études sur les travaux des chercheurs, notamment en instrumentation. En effet, ces thèmes de recherche demandent des instruments de plus en plus puissants et perfectionnés, leurs performances déterminant les progrès de la discipline. Le parcours comporte donc un volet instrumental, tant dans le domaine des accélérateurs que dans celui des détecteurs.

Par ailleurs, à de nombreuses reprises, les étudiantes et étudiants ont la possibilité de s'initier à la démarche du chercheur. Tout d'abord, ils effectuent un mois de projet en binôme au premier semestre. Ils doivent réaliser une expérience simple, depuis la conception jusqu'au dépouillement des résultats en passant par le montage. Ceci leur permet d'acquérir des connaissances en instrumentation, analyse de données et techniques de détection. L'UE “Détecteurs” comprend également une première immersion en équipe de recherche. Durant 4 demi-journées, ils sont accueillis en binôme dans des laboratoires par des chercheurs, chercheuses, ingénieures et ingénieurs travaillant sur une expérience en construction. Pour approfondir cette démarche, un travail bibliographique, un rapport et une soutenance orale leur sont demandés à l'issue de ces rencontres.

Le stage parachève cette formation qui les conduit naturellement en doctorant l'année suivante.

Cette formation est reconnue pour sa qualité auprès de tous les laboratoires IN2P3 (Institut de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS) en région parisienne et en province, mais aussi dans des laboratoires ayant des thématiques connexes (instituts d'astrophysique, laboratoires de physique théorique, ...).

À l'issue de la formation, 90% des étudiantes et étudiants s'insèrent ainsi en doctorat avec un financement. Les laboratoires d'accueil sont situés en région parisienne, en province ou à l'étranger.

• La formation de chercheurs et chercheuses susceptibles d'avoir une présence active (analyse de données, simulation, reconstruction) au sein des expériences de physique des hautes énergies ;
• La formation de chercheurs/chercheuses et/ou d'ingénieurs/d'ingénieures généralistes ayant des compétences techniques leur permettant de mener des projets de recherche et développement de haut niveau en vue d'élaborer de futurs détecteurs, que ce soit pour des expériences de physique nucléaire, des particules ou d'astroparticules ;
• La formation de chercheurs/chercheuses et/ou d'ingénieurs/d'ingénieures aptes à modéliser un problème scientifique, aussi bien dans un cadre industriel qu'institutionnel.

Les étudiantes et étudiants issus de ce parcours pourront aborder aussi bien un travail de thèse expérimental qu'un travail de thèse théorique dans le domaine couvert par la spécialité.

Typiquement, à l’issue de la thèse, une grande moitié de la promotion des étudiantes et étudiants intègre la recherche publique (Université, CNRS, CEA), l’autre étant majoritairement recrutée par l’entreprise.

Au premier semestre, les étudiantes et étudiants suivent des enseignements répartis en 3 majeures et 2 mineures entre octobre et fin janvier. Quatre de ces UE leur permettent d'acquérir des savoirs fondamentaux. La cinquième permet d'acquérir des compétences en instrumentation. Elle est complétée par une UE de travaux de laboratoire d'une durée de 4 semaines en septembre.

Au deuxième semestre, les étudiantes et étudiants suivent une UE intensive d'approfondissement dans le domaine qu'ils auront choisi pour faire leur thèse. Ils ont également un cours et un mini stage d'informatique dont le sujet est ciblé sur leur futur domaine de recherche. Ils partent ensuite en stage dans un laboratoire de recherche au sein de l'équipe avec laquelle ils prévoient de mener leur futur travail de thèse. Le stage est évalué par un jury après une soutenance et en tenant compte de l'avis du représentant de l'équipe encadrante.

Ce parcours peut accueillir des étudiantes et étudiants ayant validé une première année de Master de physique, ainsi que les titulaires d'un diplôme d’ingénieur à dominante physique. Dans tous les cas une thématique à dominante physique fondamentale en France ou à l’étranger est souhaitée.

Une solide connaissance de base de la mécanique quantique et de la physique statistique est recommandée. Il est souhaitable d’avoir approfondi des connaissances dans au moins l’un des domaines apparaissant dans le titre du parcours.

Pour les étudiantes et étudiants du M1 de Sorbonne Université, la majeure “Physique nucléaire et des particules” est quasiment indispensable. Les UE de “Théorie classique des champs” ou “Détection des rayonnements énergétiques” au S1 et “Symétries en physique” au S2 sont également conseillées.

La sélection se fait sur dossier et entretien avec les responsables du parcours.

En moyenne, une promotion rassemble trente étudiantes et étudiants. Sa composition résulte d’un équilibre entre première année de Master et grandes écoles. Elle bénéficie également de l’admission d’étudiantes et étudiants issus de formations étrangères.