Guillaume Hupin

Chercheur CRCN au CNRS
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Présentation

En tant que chercheur au sein de l’équipe nucléaire de la division théorie de l’IJCLab, mon travail vise à faire progresser la compréhension des réactions nucléaires grâce à l’utilisation de méthodes ab initio. Notre collaboration de longue date, reconnue à l’échelle internationale, se concentre sur la modélisation des réactions nucléaires à partir de l’interaction la plus fondamentale entre neutrons et protons. Au cours de la dernière décennie, nous avons été à la pointe de l'application du paradigme ab initio à la théorie des réactions nucléaires.

Notre équipe a développé une approche computationnelle unique, seule capable de décrire des canaux impliquant des réactions binaires et ternaires entre noyaux totalisant plus de quatre nucléons. Cela est rendu possible en utilisant des protons et neutrons constituants interagissant via une interaction nucléaire dérivée de la théorie effective des champs chiraux (chiral EFT). Notre approche est sans équivalent dans le domaine et reflète l’engagement de notre équipe à explorer les aspects les plus fondamentaux des réactions nucléaires. En reliant les propriétés des noyaux à la force forte via l’EFT, notre méthode a le potentiel de révolutionner le domaine.

En plus de mes travaux en théorie nucléaire, je m'intéresse particulièrement aux connexions interdisciplinaires et aux technologies émergentes telles que les gaz ultra-froids d’atomes bosoniques ou fermioniques, les technologies d’apprentissage automatique, et l’informatique quantique. Je suis activement impliqué dans l’exploration de l’utilisation des réseaux neuronaux génératifs pour franchir une nouvelle étape en théorie nucléaire.

La collaboration avec les expérimentateurs constitue également un volet essentiel de mon activité. Je travaille en étroite collaboration avec les expérimentateurs de mon laboratoire ainsi qu’au sein de collaborations internationales au CERN, au PSI ou au GANIL, afin de soutenir l’interprétation et la prédiction des données nucléaires. Cela est particulièrement crucial dans le domaine de l’astrophysique nucléaire, où l’explosion de nouvelles données recueillies par les télescopes spatiaux révolutionne notre compréhension de l’univers. Comprendre les réactions nucléaires à basse énergie est fondamental pour interpréter de nombreux signaux, histoires et objets stellaires du cosmos.

Dans l’ensemble, les efforts de notre équipe repoussent les frontières de la théorie nucléaire et ont le potentiel de façonner l’avenir du domaine.

Éducation & Expérience de Recherche

  • 2017– Chercheur permanent, CNRS.
  • 2015–2017 Post-doctorant, « Vers une description des résonances dans le cadre de la méthode MPMH et amélioration des interactions de champ moyen à partir d’interactions chirales renormalisées », Collaboratrice : Dr. habil. Nathalie Pillet. CEA Bruyères-le-Châtel, Arpajon, France.
  • 2015–2015 Chercheur invité, « Théorie effective des champs pour la matière nucléaire infinie : relier ab initio et méthodes EDF », Collaborateur : Dr. habil. Denis Lacroix. IPN Orsay, CNRS/IN2P3, France.
  • 2012–2014 Post-doctorant, « Étude des effets de l’interaction à trois corps chirale dans les réactions des noyaux légers via le modèle ab initio No-Core Shell Model combiné à la méthode du groupe de resonance », Collaboratrice : Dr. Sofia Quaglioni. Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Californie, USA.
  • 2008–2011 Doctorat en physique nucléaire théorique, « Approche fonctionnelle de l’appariement dans les noyaux », (avec les plus hautes distinctions), Directeur : Dr. habil. Denis Lacroix. Université de Caen Basse-Normandie – Grand Accélérateur National d’Ions Lourds (GANIL), Caen, France.
  • 2007–2008 Master de Physique, section Matière condensée et rayonnement, (mention bien). Université Joseph Fourier, Grenoble, France.
  • 2006–2008 Diplôme d’ingénieur, section Matériaux fonctionnels et nanotechnologies, (mention très bien). École Nationale Supérieure de Physique de Grenoble (INPG-Phelma), Grenoble, France.
  • 2005–2006 Licence de Physique, (mention bien). École Nationale Supérieure de Physique de Grenoble (INPG-Phelma), Grenoble, France.
  • 2003–2005 Classes préparatoires aux grandes écoles, section Mathématiques et Physique. Lycée de Kérichen, Brest, France.
  • 2003 Baccalauréat, série scientifique, (mention bien). Lycée Charles de Foucauld, Brest, France.

Mes intérêts & Axes de Recherche

Les questions qui motivent mes recherches:
  • Comment dériver un champ moyen moderne à partir des premiers principes ?
  • Les noyaux, un laboratoire quantique ouvert pour l’étude de l’émergence d’universalités
  • Réactions et structure nucléaires pour l’astrophysique et les noyaux exotiques en ab initio
  • Méthode No-Core Shell Model with Continuum
  • Interaction nucléaire à partir des premiers principes via la théorie effective des champs
Mes axes de recherche
  1. Vers la modélisation des réactions complexes
  2. Amélioration des méthodes de structure nucléaire basées sur CI pour faire progresser les calculs de réactions ab initio
  3. Maîtrise de l’EFT et exploration de nouvelles sondes dans les systèmes à peu de corps

Projets actuels et passés

MSCA R2D2

Notre objectif est de développer et affiner des stratégies d’approximation afin d’ouvrir la région des noyaux de masse intermédiaire aux méthodes ab initio, capables de traiter aussi bien les états liés que les réactions. Cette approche promet de renforcer considérablement le soutien aux investigations expérimentales en astrophysique nucléaire.

ANR JCJC Nectar

Nous visons à étudier les propriétés d’annihilation des atomes antiprotoniques jusqu’aux premiers noyaux halo, à partir des interactions entre nucléons et nucléon-antinucléon avec une description ab initio.

Bourse des 2 infinis

Une nouvelle méthode ab initio pour les systèmes à plusieurs corps est introduite pour calculer les propriétés des noyaux dans le continuum. Cette approche combine des techniques bien établies : le No-Core Shell Model (NCSM), le groupe de renormalisation par transformation semblable (SRG), et la méthode de rotation complexe (CS).

Autres Activités Professionnelles

  • Évaluation de projets pour différentes agences de financement, relectures pour Physical Review Letters, Physical Review C, European Physical Journal A, etc.
  • Cours avancé de master sur les collisions quantiques non-relativistes.

Domaines de recherche

Physique Nucléaire Théorique [nucl-th]

Compétences

high performance computing atomic physics nuclear theory nuclear structure and reactions

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Publications

Ab initio framework for nuclear scattering and reactions induced by light projectiles

Konstantinos Kravvaris , Sofia Quaglioni , Guillaume Hupin , Petr Navratil
Physics Letters B, 2024, 856, pp.138930. ⟨10.1016/j.physletb.2024.138930⟩
Article dans une revue hal-03086784 v1

Towards Precision Muonic X-Ray Measurements of Charge Radii of Light Nuclei

Ben Ohayon , Silvia Bara , Thomas Elias Cocolios , Ofir Eizenberg , Andreas Fleischmann et al.
MDPI Physics, 2024, 6 (1), pp.206-215. ⟨10.3390/physics6010015⟩
Article dans une revue hal-04261836 v1

Ab initio informed evaluation of the radiative capture of protons on $^7$Be

Konstantinos Kravvaris , Petr Navrátil , Sofia Quaglioni , Chloë Hebborn , Guillaume Hupin
Physics Letters B, 2023, 845, pp.138156. ⟨10.1016/j.physletb.2023.138156⟩
Article dans une revue hal-03601396 v1

Comparison of $\bar{\hbox{N}}\hbox{N}$ optical models

Jaume Carbonell , Guillaume Hupin , Sławomir Wycech
The European physical journal. A, Hadrons and Nuclei, 2023, 59 (11), pp.259. ⟨10.1140/epja/s10050-023-01161-x⟩
Article dans une revue hal-04236848 v1

Ab Initio Prediction of the <math display="inline"><mrow><mmultiscripts><mrow><mi>He</mi></mrow><mprescripts/><none/><mrow><mn>4</mn></mrow></mmultiscripts><mo stretchy="false">(</mo><mi>d</mi><mo>,</mo><mi>γ</mi><mo stretchy="false">)</mo><mmultiscripts><mrow><mi>Li</mi></mrow><mprescripts/><none/><mrow><mn>6</mn></mrow></mmultiscripts></mrow></math> Big Bang Radiative Capture

Chloë Hebborn , Guillaume Hupin , Konstantinos Kravvaris , Sofia Quaglioni , Petr Navrátil et al.
Physical Review Letters, 2022, 129 (4), pp.042503. ⟨10.1103/PhysRevLett.129.042503⟩
Article dans une revue hal-03635047 v1

PUMA, antiProton unstable matter annihilation

T. Aumann , W. Bartmann , O. Boine-Frankenheim , A. Bouvard , A. Broche et al.
The European physical journal. A, Hadrons and Nuclei, 2022, 58 (5), pp.88. ⟨10.1140/epja/s10050-022-00713-x⟩
Article dans une revue hal-03662681 v1

Ab initio calculation of the <math><mi>β</mi></math> decay from <math><mmultiscripts><mi>Be</mi><mprescripts/><none/><mn>11</mn></mmultiscripts></math> to a <math><mrow><msup><mrow/><mn>10</mn></msup><mi>Be</mi><mo>+</mo><mi>p</mi></mrow></math> resonance

M.C. Atkinson , P. Navrátil , G. Hupin , K. Kravvaris , S. Quaglioni
Physical Review C, 2022, 105 (5), pp.054316. ⟨10.1103/PhysRevC.105.054316⟩
Article dans une revue hal-03632260 v1

Using spin alignment of inelastically-excited fast beams to make spin assignments: the spectroscopy of $^{13}$O as a test case

R.J. Charity , T.B. Webb , J.M. Elson , D.E.M. Hoff , C.D. Pruitt et al.
Physical Review C, 2021, 104 (2), pp.024325. ⟨10.1103/PhysRevC.104.024325⟩
Article dans une revue hal-03312484 v1

Microscopic investigation of the $^8$Li($n, \gamma$)$^9$Li reaction

Callum Mccracken , Petr Navratil , Anna Mccoy , Sofia Quaglioni , Guillaume Hupin
Physical Review C, 2021, 103 (3), pp.035801. ⟨10.1103/PhysRevC.103.035801⟩
Article dans une revue hal-02946174 v1

$^7$Be and $^7$Li nuclei within the no-core shell model with continuum

Matteo Vorabbi , Petr Navrátil , Sofia Quaglioni , Guillaume Hupin
Physical Review C, 2019, 100 (2), pp.024304. ⟨10.1103/PhysRevC.100.024304⟩
Article dans une revue hal-02188897 v1
Image document

Ab initio predictions for polarized deuterium-tritium thermonuclear fusion

Guillaume Hupin , Sofia Quaglioni , Petr Navrátil
Nature Communications, 2019, 10, pp.351. ⟨10.1038/s41467-018-08052-6⟩
Article dans une revue hal-01768015 v1

Application of an ab-initio S-matrix to data analysis of transfer to the continuum reactions populating $^{11}$Be

A. Bonaccorso , F. Cappuzzello , D. Carbone , M. Cavallaro , G. Hupin et al.
Physical Review C, 2019, 100 (2), pp.024617. ⟨10.1103/PhysRevC.100.024617⟩
Article dans une revue hal-02144075 v1

Three-cluster dynamics within the ab initio no-core shell model with continuum: How many-body correlations and $\alpha$-clustering shape $^6$He

Sofia Quaglioni , Carolina Romero-Redondo , Petr Navráti , Guillaume Hupin
Physical Review C, 2018, 97 (3), pp.034332. ⟨10.1103/PhysRevC.97.034332⟩
Article dans une revue hal-01758279 v1

Structure of the exotic $^9$He nucleus from the no-core shell model with continuum

Matteo Vorabbi , Angelo Calci , Petr Navrátil , Michael Kruse , Sofia Quaglioni et al.
Physical Review C, 2018, 97 (3), pp.034314. ⟨10.1103/PhysRevC.97.034314⟩
Article dans une revue hal-01758568 v1

The self-consistent multiparticle-multihole configuration mixing

N. Pillet , C. Robin , M. Dupuis , G. Hupin , J.F. Berger
The European physical journal. A, Hadrons and Nuclei, 2017, 53 (3), pp.49. ⟨10.1140/epja/i2017-12232-7⟩
Article dans une revue hal-01554560 v1

Nuclear force imprints revealed on the elastic scattering of protons with $^{10}$C

A. Kumar , R. Kanungo , A. Calci , P. Navrátil , A. Sanetullaev et al.
Physical Review Letters, 2017, 118 (26), pp.262502. ⟨10.1103/PhysRevLett.118.262502⟩
Article dans une revue hal-01582897 v1
Image document

Unified ab initio approaches to nuclear structure and reactions

P. Navratil , S. Quaglioni , G. Hupin , C. Romero-Redondo , A. Calci
Physica Scripta, 2016, 91, pp.053002. ⟨10.1088/0031-8949/91/5/053002⟩
Article dans une revue in2p3-01335984 v1

Can Ab Initio Theory Explain the Phenomenon of Parity Inversion in $^{11}$Be?

Angelo Calci , Petr Navrátil , Robert Roth , Jérémy Dohet-Eraly , Sofia Quaglioni et al.
Physical Review Letters, 2016, 117 (24), pp.242501. ⟨10.1103/PhysRevLett.117.242501⟩
Article dans une revue hal-01554029 v1
Image document

Deuteron-induced nucleon transfer reactions within an ab initio framework: First application to p-shell nuclei

F. Raimondi , G. Hupin , P. Navrátil , S. Quaglioni
Physical Review C, 2016, 93, pp.054606. ⟨10.1103/PhysRevC.93.054606⟩
Article dans une revue hal-04346172 v1
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Li astrophysical S factors from the no-core shell model with continuum

J. Dohet-Eraly , P. Navrátil , S. Quaglioni , W. Horiuchi , G. Hupin et al.
Physics Letters B, 2016, 757, pp.430-436. ⟨10.1016/j.physletb.2016.04.021⟩
Article dans une revue in2p3-01334698 v1

How many-body correlations and $\alpha$-clustering shape $^6$He

Carolina Romero-Redondo , Sofia Quaglioni , Petr Navratil , Guillaume Hupin
Physical Review Letters, 2016, 117 (22), pp.222501. ⟨10.1103/PhysRevLett.117.222501⟩
Article dans une revue hal-01554160 v1
Image document

Unified description of $^6$Li structure and deuterium-$^4$He dynamics with chiral two- and three-nucleon forces

G. Hupin , S. Quaglioni , P. Navrátil
Physical Review Letters, 2015, 114 (21), pp.212502. ⟨10.1103/PhysRevLett.114.212502⟩
Article dans une revue hal-04346173 v1

Number-conserving approach to the pairing problem: Application to Kr and Sn isotopic chains

G. Hupin , Denis Lacroix
Physical Review C, 2012, 86, pp.024309. ⟨10.1103/PhysRevC.86.024309⟩
Article dans une revue in2p3-00725861 v1

Formulation of functional theory for pairing with particle number restoration

G. Hupin , Denis Lacroix , M. Bender
Physical Review C, 2011, 84, pp.014309. ⟨10.1103/PhysRevC.84.014309⟩
Article dans une revue in2p3-00600241 v1

Description of Pairing correlation in Many-Body finite systems with density functional theory

G. Hupin , Denis Lacroix
Physical Review C, 2011, 83, pp.024317. ⟨10.1103/PhysRevC.83.024317⟩
Article dans une revue in2p3-00515618 v1

Quantum Monte-Carlo method applied to Non-Markovian barrier transmission

G. Hupin , D. Lacroix
Physical Review C, 2010, 81, pp.014609. ⟨10.1103/PhysRevC.81.014609⟩
Article dans une revue in2p3-00450864 v1

Density-matrix functionals for pairing in mesoscopic superconductors

D. Lacroix , G. Hupin
Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics (1998-2015), 2010, 82, pp.144509. ⟨10.1103/PhysRevB.82.144509⟩
Article dans une revue in2p3-00464174 v1
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Approches fonctionnelles de la densité pour les systèmes finis appariés

G. Hupin
Physique Nucléaire Théorique [nucl-th]. Université de Caen, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩
Thèse tel-00626383 v1