Applied Physicist - Plasma Simulations (BE-ABP-PEC-2026-35-GRAP)

Sie werden zur Vorbereitung eines weltweit führenden Plasma-Beschleuniger-Experiments innerhalb einer internationalen Zusammenarbeit beitragen. Das Projekt konzentriert sich auf fortschrittliche Simulation und Modellierung für Run 2 des AWAKE-Experiments, das nach CERNs Long Shutdown 3 im Jahr 2029 die Protonenstrahloperationen wieder aufnehmen soll. Sie werden moderne Plasma-Wakefield-Simulationswerkzeuge entwickeln, benchmarken und anwenden, um Strahl-Plasma-Interaktionen zu modellieren, einschließlich der langen Protonenantriebsbündel von AWAKE und der hochqualitativen Elektronenbeschleunigung. Aufgaben umfassen Optimierungsstudien, Parameterscans und Start-zu-Ende-Simulationen sowie explorative Studien zu erweiterten Plasma-Stufen, die zukünftige Anwendungen der Teilchenphysik unterstützen.

Ihre Verantwortlichkeiten

• Entwicklung und Fortschritt von Wakefield-Simulationen, die auf lange, selbstmodulierte Protonenantriebsbündel zugeschnitten sind, um eine der zentralen Modellierungsherausforderungen von AWAKE anzugehen.
• Durchführung von Simulationsstudien zur Beschleunigung von Zeugen-Elektronenstrahlen, einschließlich der Optimierung der Elektronen-, Protonen- und Plasma-Parameter für Run 2.
• Bewertung der Elektronenstrahlqualität nach der Beschleunigung (Energie, Energieverteilung, Emittanz, Ladung) und Untersuchung von Strategien zur Erreichung kontrollierter Eigenschaften.
• Entwicklung und Durchführung vollständiger Start-zu-Ende-Simulationen der Run 2-Szenarien, von der Selbstmodulation über die Elektroneneinspeisung bis hin zur Beschleunigung und Extraktion.
• Untersuchung der Elektronenstrahlbeschleunigung in skalierbaren Plasmaquellen von mehreren Dutzend Metern und Bewertung der Strahleigenschaften für zukünftige Anwendungen der Teilchenphysik.
• Beitrag zur Koordination der AWAKE-Simulationsaktivitäten, einschließlich der Ausrichtung von Werkzeugen, dem Austausch bewährter Praktiken und der Unterstützung von Junior-Kollegen, die an Simulationen arbeiten.
• Enge Zusammenarbeit mit dem experimentellen Team, um sicherzustellen, dass numerische Studien die Betriebsbedingungen genau widerspiegeln und Input für Designentscheidungen und technische Spezifikationen liefern.

Ihr Profil

• Hintergrund in computergestützter Physik, Beschleunigerphysik, Plasma-Physik oder einem eng verwandten Bereich.
• Erfahrung mit numerischen Simulationen oder Partikel-auf-Zelle/Strahl-Dynamik-Codes.
• Vertrautheit mit Plasma- oder Beschleunigermodellierung (z.B. PIC-Simulationen, kinetische oder fluiddynamische Modelle, Strahlverfolgungscodes) ist von Vorteil.
• Frühere Erfahrungen in Hochleistungsrechenumgebungen sind vorteilhaft.
• Erfahrung in der Arbeit an großangelegten oder multi-institutionellen wissenschaftlichen Rechenprojekten ist vorteilhaft.

Fähigkeiten

• Starke Programmier- und Skriptfähigkeiten (z.B. Python, C++, Bash oder gleichwertige wissenschaftliche Programmiersprachen).
• Verständnis numerischer Methoden für Plasma-Modellierung, Strahldynamik oder Hochenergiephysiksimulationen.
• Interesse an Beiträgen zu algorithmischen Verbesserungen, Code-Entwicklung und langfristigen Modellierungsstrategien für fortschrittliche Beschleunigerkonzepte.
• Fähigkeit, unabhängig an herausfordernden technischen Themen zu arbeiten und gleichzeitig effektiv mit einer breiteren Modellierungsgemeinschaft zu interagieren.
• Starke interdisziplinäre Kommunikationsfähigkeiten für effiziente Interaktion mit Simulations- und Experimentierteams.
• Gesprochene und schriftliche Englisch- oder Französischkenntnisse, mit dem Engagement, die andere Sprache zu lernen.

Zulassungskriterien:

• Sie sind Staatsangehöriger eines CERN-Mitglieds- oder assoziierten Mitgliedstaates.
• Sie haben einen beruflichen Hintergrund in Physik (angewandt, experimentell, Beschleuniger oder ein verwandtes Feld) und haben entweder: einen Master-Abschluss mit 2 bis 6 Jahren Berufserfahrung nach dem Abschluss; oder einen Doktortitel mit nicht mehr als 3 Jahren Berufserfahrung nach dem Abschluss.
• Sie hatten noch nie einen CERN-Stipendiaten- oder Graduierte-Vertrag.

Zusätzliche Informationen

• Stellenabschlussdatum: um 23:59 Uhr MEZ.
• Vertragsdauer: 24 Monate, mit einer möglichen Verlängerung auf maximal 36 Monate.
• Arbeitszeit: 40 Stunden pro Woche.
• Jobflexibilität: Vollständig vor Ort.
• Geplanter Beginn: 01. Juli 2026.
• Diese Position umfasst: Arbeit während der Nächte, Sonntage und offiziellen Feiertage, wenn es die Bedürfnisse der Organisation erfordern.

Globale Vorteile

• Ein monatliches Stipendium zwischen Schweizer Franken pro Monat (steuerfrei), abhängig von Ihrem Abschluss.
• 30 Tage bezahlter Urlaub pro Jahr plus 2 Wochen jährliche Schließung.
• Deckung durch das umfassende Krankenversicherungsprogramm von CERN (für Sie, Ihren Ehepartner und Kinder) sowie Mitgliedschaft im CERN-Pensionsfonds.
• Familien-, Kinder- und Säuglingszulagen je nach Ihren individuellen Umständen.
• Ein Umzugspaket (Installationsbeihilfe und Reisekosten) je nach Ihren individuellen Umständen.
• Möglichkeit, Ihren Vertrag auf bis zu 36 Monate zu verlängern.
• On-the-Job- und formale Schulungen einschließlich Sprachkurse.

Wenn Sie bereit sind, Teil einer dynamischen, integrativen Gemeinschaft zu sein, die die Grenzen des Wissens verschiebt, ist CERN der Ort, an dem Ihre Neugier und Fähigkeiten gedeihen können. Seien Sie Teil unserer Mission, das zu entdecken, was im Herzen des Universums liegt!