Planck 2007
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Programme d’observations des anisotropies polarisées du CMB : démonstrateur BRAIN Scientific driver du programme Nos axes de développement • expériences au sol – depuis l’antarctique : Dôme C imageur CLOVER| prototype BRAIN • Planck (2007) • réflexion/participation à EPIC (NASA) et/ou une mission européenne Conseil Scientifique -- 1 mars 2004 J.G.Bartlett M.Piat 1 Constraining ICs & tighter constraints on params Gravity waves from Inflation nature of gravity test of inflation energy scale Lensing reconstruction constraints on Dark Energy neutrino mass measurement 2 Planck 2007 Two different types of polarization patterns (Hu & Dodelson 2002) 3 Fiducial WMAP Model T E I r S M pl 4 Reionization Optical depth 0.17 Lensing signal C. Rosset 4 Dôme C Excellente transmission atmosphérique pendant quasiment toute l’année Possibilité d’intégrer sur la même région pendant une longue période Turbulence atmosphérique réduite 5 BRAIN: concepts d’instrument interférométrie et imagerie BRAIN: interféromètre bolométrique BRAIN combine les méthodes radio et les méthodes de photométrie sub-mm/mm Une nouvelle génération d’instruments Le sub-mm/mm est à l’interface radio/IR Avancée importante vers le développement des futurs instruments sub-mm/mm avec la R&D matrice de bolomètres 6 Interféromètre astronomique: Interférence du signal optique provenant de 2 télescopes 1 ligne de base D Déphasage entre les deux signaux Dépend de la position sur le ciel Apparition d’un motif d’interférence type trous d’Young s s0 Zone observée D Mesure directe du coefficient de Fourier sur le ciel pour k=D Si le détecteur intègre tout le signal 7 Intérêts de l'interférométrie bolométrique 1. Modulation naturelle du signal polarisé 2. Mesure des 4 paramètres de Stokes simultanément 3. Modulation de la phase plutôt que de faire tourner la polarisation Mode de Fourier des paramètres de Stokes pour la ligne de base -relation directe aux modes E et B Effets systématiques réduits et pas d'aberrations Pas de miroirs, utilisation de la surface collectrice maximale Interféromètre: réduction des effets de l’atmosphère 4. Excellente sensibilité - traitement des données moins complexe Bolomètre: excellente sensibilité Interférométrie: traitement des données moins complexe – spectre de puissance 8 Principe de mesure sur une ligne de base I, U, Q, V: Paramètres de Stokes I E x2 E y2 Q E x2 E y2 U 2 E x E y cos V 2 E x E y sin 9 Cryostat (Rome La Sapienza) Sidelobes Shield Large window (foam) Indium seals for dewar Horns Phase Switch, Interferometer 50K 2.2K Bolometers Two cylinders, One for detectors, One for refrigerator 10 Optique froide (Cardiff) Cornets Archeops: First prototype: 11 La collaboration Université of Wales Cardiff University of Cambridge Università di Roma La Sapienza Centre d’Etude Spatial des Rayonnements (CESR Toulouse) Centre de Spectroscopie Nucléaire et de Spectroscopie de Masse (CSNSM) APC Sub-system Cryos tat Cooler Components Possible contributi on from Rome Mechan ical cooler Rome Fridge Cardif f Cold optics Horns Cardif f OMT Cambridge Phas e shifter Cardif f - APC Beam combiner Cardif f (guid e d’onde) Cambridge (strip line) Detectors Cardif f Readout electronics CESR/APC? Telescope, mount Rome Acquisi tion electronics APC? 12 Implications de l’APC Simulations: en cours Spécification de l’instrument Stratégie d’observation Décomposition E/B Effets systématiques Déphaseur mécanique Electronique d’acquisition Relation avec R&D bolomètres Bolomètres supraconducteurs Électronique à SQUID 13 Dielectric Phase Shifter Simulation et design en cours avec le LISIF (P6) Premières simulations encourageantes BE Didier Imbault, Walter Bertoli, Daniel Vincent (LPNHE) 14 Tentative d’agenda Déphaseur 1. 2. 3. 4. Design, tests piezo Réalisation Tests Etude version 2 Mai 2004 Juillet 2004 Septembre 2004 Acquisition-contrôle Prise en main EGSE Définition interfaces Codage interfaces Communication Mai 2004 Juillet 2004 fin 2004 fin 2005 Campagne 2004 (italien) : test de logistique Campagne 2005 : 15 Campagne Antarctique fin 2005 Campagne de 4 mois Chronologie à détailler Mi-octobre 2005 à fin février 2006 Mi-octobre : vol vers Terra Nova Bay avec l’équipement Mi-octobre à mi-novembre : assemblage et tests à TNB Fin-novembre : Emballage et vol vers Dôme-C Décembre-Février : mesures d’été Fin-février : préparation du système pour l’hiver Personnel APC: 1 chercheur instrumentaliste 1 IR acquisition 2 IR/chercheurs impliqués ~50j ~50j ~50j 16 Estimation des besoins humains à l’APC Déphaseur 1BE 1AI tests 1IR électronicien 0,75FTE sur 1 an 0,2FTE sur 1 an 0,3FTE sur 1 an Acquisition-contrôle 1IR 0,5FTE sur 2 ans 0,2FTE sur 5 mois de suite 17 Financements Financement acquis: PNRA (institut polaire italien) 2003 : 50k€ Cardiff/Cambridge university 2003 : 15k€ PNC 2004: 5k€ BQR Paris 7: 25k€ IN2P3: voir R&D bolomètres Financements demandés (ou à demander): IPEV (Institut Paul Emile Victor): 50k€ Fédération APC: à définir 18 Compétition internationale C.Rosset 19
