Physiker für Ereignisrekonstruktion (EP-FCC-2026-166-GRAP)

Stellenbeschreibung

Die nächste Generation von Experimenten, das HL-LHC-Upgrade von CMS und der Future Circular Collider, benötigt eine Ereignisrekonstruktion, die schnell, präzise und portabel über CPUs und GPUs hinweg ist. Jeder Rekonstruktionsalgorithmus und jedes Machine-Learning-Modell wird anhand der Simulationswahrheit trainiert und bewertet. Heute wird diese Wahrheit in statischen, detektorspezifischen Objekten gespeichert. Jedes Objekt ist für einen Zweck vorgruppiert, es kann nicht navigiert werden und trennt die Kalorimeter-Wahrheit von der Tracker-Wahrheit.

CERN hat einen Prototyp entwickelt, der diese ersetzt. Es ist ein navigierbarer, ereignisebenenübergreifender Graph der Generator- und Simulationshistorie, mit Kalorimeter- und Tracker-Hit-Indizes oben drauf. Der Rekonstruktionscode arbeitet dann mit stabilen physikalischen Abstraktionen: Teilchen, Vertices, Zerfallszweigen und Hits.

Sie werden dies zum Wahrheitsmodell der Zukunft machen. Sie werden den Prototyp zu einer experimentunabhängigen Bibliothek verallgemeinern, ihn in den FCC-Software-Stack integrieren und ihn nutzen, um die nächste Rekonstruktion zu bauen: Graphalgorithmen und modernes maschinelles Lernen für Clustering, Particle Flow und Teilchenidentifikation sowie zuverlässige Zuordnung zwischen rekonstruierten Objekten und Wahrheit. Sie werden der EP-FCC-Gruppe beitreten und sowohl an CMS als auch an FCC-ee arbeiten.

Ihre Aufgaben:

• Verallgemeinerung des CMS MC-Wahrheitsgraphen zu einer detektor- und experimentunabhängigen Bibliothek. Trennung des Graph-Datenmodells, der Navigations-API und des Hit-Index von den experimentellen Datenformat-Bindungen.
• Entwicklung der Bindungen. Erhaltung der Funktionsfähigkeit der CMSSW-Bindung und Hinzufügen einer Bindung für den FCC-Stack (Key4hep, EDM4hep, Gaudi), sodass beide Experimente denselben Graph aus ihren eigenen Simulationsergebnissen erstellen.
• Erweiterung des Datenmodells. Hinzufügen von Mehrflächen-Grenzüberquerungen, sparsamer Assoziationsspeicherung und einem reduzierten Hit-Index-Layout. Konsistente Behandlung von Pileup.
• Entwicklung der Rekonstruktion-zu-Wahrheit-Assoziation. Erweiterung des adaptiven Zweigassoziators, der die Wahrheitsebene auswählt, die am besten zu einem rekonstruierten Objekt passt, und Validierung an verschmolzenen Topologien wie konvertierten Photonen, Bremsstrahlung und frühen hadronischen Wechselwirkungen.
• Definition dessen, was rekonstruierbar ist. Ableitung aus dem Wahrheitsgraphen und der Detektorbeschreibung unter Verwendung von Zellgranularität, Energie- und Zeitauflösung, Ausleseschwellen und Zwei-Objekt-Trennung.
• Anwendung portabler Graphalgorithmen und fortschrittlichen maschinellen Lernens, beispielsweise Graph Neural Networks und Transformer, auf Rekonstruktionsaufgaben in CMS (HGCAL und TICL) und in FCC-Detektoren: Clustering, Verknüpfung, Particle Flow und Teilchenidentifikation.
• Erstellung der Trainingsdatensätze und Labels aus dem Wahrheitsgraphen. Definition der Metriken, Kalibrierung der Modellausgaben und Überprüfung des Modells vor der Rekonstruktion.
• Beitrag des Codes zu den offiziellen Repositorien von CMS und des FCC-Software-Stacks, inklusive Unit-Tests, Dokumentation und Code-Review.
• Präsentation der Ergebnisse in CMS- und FCC-Meetings, in Softwareforen und in Publikationen.
• Diese Rolle beinhaltet auch Teamverantwortung.

Ihr Profil:

• Ein Masterabschluss oder eine Promotion in Physik, Informatik, Angewandter Mathematik oder einem verwandten Fachgebiet.
• Nachgewiesene Erfahrung mit modernem C++ in einer grossen, gemeinsamen und peer-reviewed Codebasis, z. B. CMSSW, Gaudi oder Key4hep.
• Nachgewiesene Erfahrung mit zeitbewusster Ereignisrekonstruktion und Detektorsimulation in einem Hochenergiephysik-Experiment.
• Nachgewiesene Erfahrung mit heterogener und portabler Datenverarbeitung, z. B. Alpaka, SYCL, CUDA oder HIP.
• Erfahrung mit Python und mindestens einem Machine-Learning-Framework, vorzugsweise PyTorch.
• Erfahrung mit Graph- und Clustering-Algorithmen.
• Erfahrung mit git, Code-Review und Continuous Integration.

Fähigkeiten:

• C++20.
• Clustering, Ereignisrekonstruktion.
• Detektorsimulation.
• Particle Flow.
• CMSSW, Key4hep.
• Heterogene Datenverarbeitung.
• Gesprochene und geschriebene Englischkenntnisse mit der Bereitschaft, Französisch zu lernen.

Voraussetzungen:

• Sie sind Staatsangehöriger eines CERN-Mitglieds- oder assoziierten Mitgliedsstaates .
• Sie verfügen über einen beruflichen Hintergrund in Physik (oder einem verwandten Fachgebiet) und haben entweder:
  • einen Masterabschluss mit 2 bis 6 Jahren Berufserfahrung nach dem Abschluss;
  • oder eine Promotion mit nicht mehr als 3 Jahren Berufserfahrung nach dem Abschluss.
• Sie hatten zuvor keinen CERN-Stipendien- oder Graduiertenvertrag.

Zusätzliche Informationen

Bewerbungsschluss: 13.11.2026 um 23:59 CET.

Vertragsdauer: 24 Monate, mit möglicher Verlängerung auf maximal 36 Monate.

Arbeitszeit: 40 Stunden pro Woche

Arbeitsflexibilität: Hybrid

Geplanter Beginn: 01. Januar 2027

Diese Position beinhaltet:

• Teilnahme an einem regulären Bereitschaftsdienst, inklusive Nächten, Sonntagen und offiziellen Feiertagen.
• Arbeit während Nächten, Sonntagen und offiziellen Feiertagen.
• Schichtarbeit.

Aufgrund der mit dieser Position verbundenen arbeitsmedizinischen Risiken muss die ausgewählte Person vor Vertragsbestätigung eine medizinische Freigabe erhalten.

Stellenreferenz: EP-FCC-2026-166-GRAP

Arbeitsfeld: Experimentelle Physik

Benchmark-Stelle: 200140 - Angewandter Physiker

Globale Vorteile

• Ein monatliches Nettostipendium von entweder 6372 oder 7004 Schweizer Franken, abhängig von Ihrem Abschluss.
• 30 Tage bezahlter Urlaub pro Jahr plus 2 Wochen Jahresabschluss.
• Absicherung durch das umfassende Krankenversicherungssystem von CERN (für Sie, Ihren Ehepartner und Ihre Kinder) sowie Mitgliedschaft im CERN-Pensionsfonds.
• Familien-, Kinder- und Säuglingszulagen, abhängig von Ihren individuellen Umständen.
• Ein Umzugspaket (Installationszuschuss und Reisekosten), abhängig von Ihren individuellen Umständen.
• Möglichkeit zur Verlängerung Ihres Vertrags auf bis zu 36 Monate.
• On-the-Job- und formale Schulungen, einschließlich Sprachkurse.

Überblick über CERN – Entdecken Sie eine Welt, in der das Unmögliche möglich wird!

Am CERN, der Europäischen Organisation für Kernforschung, treiben wir die Grenzen von Wissenschaft und Technologie voran. Unsere bahnbrechende Arbeit vereint nicht nur Physiker, sondern auch eine vielfältige Gruppe von Fachleuten aus den Bereichen Ingenieurwesen, Technik, Wissenschaft und Verwaltung. Gemeinsam fördern wir ein Umfeld, in dem Innovation und Zusammenarbeit gedeihen.

Jeden Tag stehen wir vor spannenden neuen Herausforderungen und Möglichkeiten, zu Spitzenforschung beizutragen, die unser Verständnis des Universums prägt. Wir begegnen diesen Herausforderungen durch die vielfältigen Perspektiven in unseren Teams, wobei jeder Beitrag geschätzt wird und unser gemeinsames Gefühl von Inklusion und Zweck vorangetrieben wird. Vielfalt ist seit der Gründung ein Kernwert von CERN und bleibt zentral für unsere Mission und unseren anhaltenden Erfolg.

Wenn Sie bereit sind, Teil einer dynamischen, inklusiven Gemeinschaft zu werden, die die Grenzen des Wissens erweitert, ist CERN der Ort, an dem Ihre Neugier und Fähigkeiten gedeihen können. Seien Sie Teil unserer Mission, das Herz des Universums zu entdecken! NEHMEN SIE TEIL!

Mehr Informationen über uns hier: careers.cern