Author: "Alessandro Monfardini" / Language: english - Searchworks@Jio Institute Digital Library Search Results

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76 results on '"Alessandro Monfardini"'

1. CONCERTO: a breakthrough in wide field-of-view spectroscopy at millimeter wavelengths

Author: Alessandro Fasano, Alexandre Beelen, Alain Benoit, Andreas Lundgren, Peter Ade, Manuel Aravena, Emilio Barria, Matthieu Béthermin, Julien Boumy, Olivier Bourrion, Guillaume Bres, Martino Calvo, Andrea Catalano, François-Xavier Désert, Carlos De Breuck, Carlos Duran, Thomas Fenouillet, Jose Garcia, Gregory Garde, Johannes Goupy, Christian Groppi, Christophe Hoarau, Wenkai Hu, Guilaine Lagache, Jean-Charles Lambert, Jean-Paul Leggeri, Florence Levy-Bertrand, Juan Macias-Perez, Hamdi Mani, Julien Marpaud, Philip Mauskopf, Alessandro Monfardini, Giampaolo Pisano, Nicola Ponthieu, Leo Prieur, Samuel Roni, Sebastien Roudier, Damien Tourres, Carol Tucker, Mathilde V. Cuyck, Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Cryogénie (NEEL - Cryo), Electronique (NEEL - ElecLab), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, and Magnétisme et Supraconductivité (NEEL - MagSup)
Subjects: Large-scale structure of Universe, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, FOS: Physical sciences, Detectors, Fourier transform spectroscopy, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), Astrophysics::Galaxy Astrophysics, Observations, Telescopes
Abstract: CarbON CII line in post-rEionization and ReionizaTiOn (CONCERTO) is a low-resolution spectrometer with an instantaneous field-of-view of 18.6 arcmin, operating in the 130-310 GHz transparent atmospheric window. It is installed on the 12-meter Atacama Pathfinder Experiment (APEX) telescope at 5100 m above sea level. The Fourier transform spectrometer (FTS) contains two focal planes hosting a total of 4304 kinetic inductance detectors. The FTS interferometric pattern is recorded on the fly while continuously scanning the sky. One of the goals of CONCERTO is to characterize the large-scale structure of the Universe by observing the integrated emission from unresolved galaxies. This methodology is an innovative technique and is called line intensity mapping. In this paper, we describe the CONCERTO instrument, the effect of the vibration of the FTS beamsplitter, and the status of the CONCERTO main survey., 9 pages, 7 figures, to appear in the Proceedings of SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation 2022
Published: 2022

2. A magnum opus on the Chajnantor plateau

Author: Guilaine Lagache, Alessandro Monfardini, Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), A*MIDEX, ERC CONCERTO (grant agreement ID 788212), and European Project: 788212,CONCERTO
Subjects: geography, Plateau, geography.geographical_feature_category, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], Concerto, Astronomy, Astronomy and Astrophysics, Geology, Magnum opus, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: The CONCERTO instrument paves the way to large field-of-view spectro-imagers operating at (sub-)millimetre wavelengths, write Instrument Scientist Alessandro Monfardini and Principal Investigator Guilaine Lagache.
Published: 2021

3. GASTON: Galactic Star Formation with NIKA2 – evidence for the mass growth of star-forming clumps

Author: Herve Aussel, Florian Kéruzoré, K. F. Schuster, Albrecht Sievers, Bilal Ladjelate, Florian Ruppin, Carsten Kramer, Nicolas Ponthieu, Isabelle Ristorcelli, P. A. R. Ade, Andrew Rigby, E. J. Watkins, Philippe André, S. Leclercq, Paula Gaspar García, Guilaine Lagache, Martino Calvo, R. Adam, Philip Daniel Mauskopf, Andrea Bracco, V. Revéret, C. Romero, Carole Tucker, J. Goupy, Alain Benoit, A. Andrianasolo, F. Mayet, L. Perotto, Shibo Shu, A. Catalano, Malcolm Anderson, M. De Petris, F.-X. Désert, Aurore Bacmann, Alessandro Monfardini, Alicia Gomez, Giampaolo Pisano, J. F. Macías-Pérez, Alexandre Beelen, O. Bourrion, E. F. C. Driessen, Nicolas Peretto, Helene Roussel, S. Berta, Simon Doyle, J.-F. Lestrade, A. Ritacco, Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Cryogénie (NEEL - Cryo), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ritacco, A. [0000-0003-0162-8206], Rigby, A. J. [0000-0002-3351-2200], Peretto, N. [0000-0002-6893-602X], Bacmann, A. [0000-0003-1263-4986], Science and Technology Facilities Council (STFC), National Aeronautics and Space Administration (NASA), European Research Council (ERC), European Commission (EC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS (UMR_8023)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
Subjects: ISM: structure, Population, Continuum (design consultancy), Galaxy: disc, FOS: Physical sciences, Astrophysics, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, Surveys, evolution [ISM], 01 natural sciences, ISM: evolution, surveys, 0103 physical sciences, stars: formation, stars: massive, massive [Stars], Astrophysics::Solar and Stellar Astrophysics, education, 010303 astronomy & astrophysics, QC, Astrophysics::Galaxy Astrophysics, formation [Stars], QB, Physics, [PHYS]Physics [physics], education.field_of_study, 010308 nuclear & particles physics, Star formation, Order (ring theory), Astronomy and Astrophysics, Galactic plane, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Galaxy, Stars, disc [Galaxy], Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), Ophiuchus, Astrophysics::Earth and Planetary Astrophysics, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]
Abstract: Determining the mechanism by which high-mass stars are formed is essential for our understanding of the energy budget and chemical evolution of galaxies. By using the New IRAM KIDs Array 2 (NIKA2) camera on the Institut de Radio Astronomie Millim\'etrique (IRAM) 30-m telescope, we have conducted high-sensitivity and large-scale mapping of a fraction of the Galactic plane in order to search for signatures of the transition between the high- and low-mass star-forming modes. Here, we present the first results from the Galactic Star Formation with NIKA2 (GASTON) project, a Large Programme at the IRAM 30-m telescope which is mapping $\approx$2 deg$^2$ of the inner Galactic plane (GP), centred on $\ell$=23.9$^\circ$, $b$=0.05$^\circ$, as well as targets in Taurus and Ophiuchus in 1.15 and 2.00 mm continuum wavebands. In this paper we present the first of the GASTON GP data taken, and present initial science results. We conduct an extraction of structures from the 1.15 mm maps using a dendrogram analysis and, by comparison to the compact source catalogues from Herschel survey data, we identify a population of 321 previously-undetected clumps. Approximately 80 per cent of these new clumps are 70 $\mu$m-quiet, and may be considered as starless candidates. We find that this new population of clumps are less massive and cooler, on average, than clumps that have already been identified. Further, by classifying the full sample of clumps based upon their infrared-bright fraction - an indicator of evolutionary stage - we find evidence for clump mass growth, supporting models of clump-fed high-mass star formation., Comment: 21 pages, 15 figures, 5 tables. Accepted by MNRAS
Published: 2021

4. Exploiting NIKA2/XMM-Newton imaging synergy for intermediate-mass high-z galaxy clusters within the NIKA2 SZ large program: Observations of ACT-CL J0215.4+0030 at z ∼ 0.9

Author: J.-F. Lestrade, C. Kramer, Bilal Ladjelate, L. Perotto, G. Lagache, S. Leclercq, K. F. Schuster, Albrecht Sievers, F. Mayet, Aurélien Benoit, Martino Calvo, Alessandro Monfardini, I. Bartalucci, Florian Ruppin, O. Bourrion, Giampaolo Pisano, V. Revéret, R. Adam, A. Beelen, M. Arnaud, G. W. Pratt, Shibo Shu, Pascale Andre, A. Andrianasolo, J. Goupy, P. A. R. Ade, Alicia Gomez, F.-X. Désert, N. Ponthieu, Florian Kéruzoré, A. Ritacco, C. Romero, Etienne Pointecouteau, J. F. Macías-Pérez, H. Aussel, Carole Tucker, S. Berta, P. D. Mauskopf, A. Catalano, H. Roussel, Simon Doyle, E. F. C. Driessen, M. De Petris, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Université Paris-Saclay, Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cardiff University, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE), Max-Planck-Gesellschaft, Cryogénie (NEEL - Cryo), Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [Rome] (UNIROMA), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Pennsylvania, Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Massachusetts Institute of Technology (MIT), NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), LVMH Recherche Parfums et Cosmétiques, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Cryogénie (Cryo), Bordeaux Sciences Agro [Gradignan], Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro), Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Observatoire de Paris, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)
Subjects: Cosmology: observations, Galaxies: clusters: individual: ACT-CL J0215.4+0030, Galaxies: clusters: intracluster medium, Techniques: high angular resolution, Physics, galaxies: clusters: individual: ACT-CL J0215.4+0030, galaxies: clusters: intracluster medium, 010308 nuclear & particles physics, techniques: high angular resolution, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, 01 natural sciences, Galaxy, Redshift, law.invention, Space and Planetary Science, Angular diameter, law, Intracluster medium, cosmology: observations, 0103 physical sciences, Cluster (physics), Cluster sampling, Hydrostatic equilibrium, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], 010303 astronomy & astrophysics, Galaxy cluster
Abstract: High-resolution mapping of the intracluster medium (ICM) up to high redshift and down to low masses is crucial to derive accurate mass estimates of the galaxy cluster and to understand the systematic eects aecting cosmological studies based on galaxy clusters. We present a spatially resolved Sunyaev-Zel'dovich (SZ)/X-ray analysis of ACT-CL J0215.4+0030, a high-redshift (z = 0:865) galaxy cluster of intermediate mass (M500 ' 3:5 1014 M) observed as part of the ongoing NIKA2 SZ large program, which is a follow-up of a representative sample of objects at 0:5 z 0:9. In addition to the faintness and small angular size induced by its mass and redshift, the cluster is contaminated by point sources that significantly aect the SZ signal. This is therefore an interesting case study for the most challenging sources of the NIKA2 cluster sample. We present the NIKA2 observations of this cluster and the resulting data.We identified the point sources that aect the NIKA2 maps of the cluster as submillimeter galaxies with counterparts in catalogs of sources constructed by the SPIRE instrument on board the Herschel observatory. We reconstructed the ICM pressure profile by performing a joint analysis of the SZ signal and of the point-source component in the NIKA2 150 GHz map. This cluster is a very weak source that lies below the selection limit of the Planck catalog. Nonetheless, we obtained high-quality estimates of the ICM thermodynamical properties with NIKA2. We compared the pressure profile extracted from the NIKA2 map to the pressure profile obtained from X-ray data alone by deprojecting the public XMM-Newton observations of the cluster.We combined the NIKA2 pressure profile with the X-ray deprojected density to extract detailed information on the ICM. The radial distribution of its thermodynamic properties (the pressure, temperature and entropy) indicate that the cluster has a highly disturbed core. We also computed the hydrostatic mass of the cluster, which is compatible with estimations from SZ and X-ray scaling relations. We conclude that the NIKA2 SZ large program can deliver quality information on the thermodynamics of the ICM even for one of its faintest clusters after a careful treatment of the contamination by point sources., With funding from the Spanish government through the "María de Maeztu Unit of Excellence" accreditation (MDM-2017-0737)
Published: 2020

5. Sensitivity of LEKID for space applications between 80 GHz and 600 GHz

Author: Q. Y. Tang, A. Fasano, F. Levy-Bertrand, A. Catalano, A. Bideaud, Nicolas Ponthieu, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, J. Goupy, Martino Calvo, Alessandro Monfardini, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Astronomy Instrumentation [Cardiff], School of Physics and Astronomy [Cardiff], Cardiff University-Cardiff University, Cryogénie (Cryo), Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Magnétisme et Supraconductivité (MagSup), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), and Université de Technologie de Compiègne (UTC)
Subjects: Fabrication, Cosmic microwave background, Cosmic background radiation, Astrophysics, cosmic background radiation, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Multiplexing, Optics, 0103 physical sciences, Wafer, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], space vehicles: instruments, 010303 astronomy & astrophysics, Physics, Pixel, 010308 nuclear & particles physics, business.industry, instrumentation: detectors, Detector, Astronomy and Astrophysics, early Universe, Space and Planetary Science, business, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Sensitivity (electronics)
Abstract: International audience; We report the design, fabrication, and testing of lumped element kinetic inductance detectors (LEKID) showing performance in line with the requirements of the next generation space telescopes operating in the spectral range from 80 GHz to 600 GHz. This range is of particular interest for cosmic microwave background studies. For this purpose we designed and fabricated 100 pixel arrays covering five distinct bands. These wafers were measured via multiplexing, in which a full array is read out using a single pair of lines. We adopted a custom cold black body installed in front of the detectors and regulated at temperatures between 1 K and 20 K. In this paper, we describe in the main design considerations, fabrication processes, testing and data analysis.
Published: 2020

6. Calibration and performance of the NIKA2 camera at the IRAM 30-m Telescope

Author: Shibo Shu, Peter A. R. Ade, A. Beelen, D. John, A. Andrianasolo, Florian Kéruzoré, Philip Daniel Mauskopf, Albrecht Sievers, L. Perotto, A. Catalano, F. Pierfederici, R. Zylka, Aurélien Benoit, Paulo J. V. Garcia, F. Mayet, A. Ritacco, V. Revéret, H. Roussel, Nicolas Ponthieu, R. Adam, J. Peñalver, S. Berta, C. Tucker, H. Aussel, O. Bourrion, Manuel Calvo, S. Navarro, J. F. Macías-Pérez, K. F. Schuster, E. F. C. Driessen, C. Romero, Pascale Andre, F.-X. Désert, Florian Ruppin, J.-F. Lestrade, G. Lagache, A. Bideaud, J. Goupy, Anaëlle Maury, Alessandro Monfardini, Bilal Ladjelate, B. Comis, Alicia Gomez, M. De Petris, Giampaolo Pisano, S. Leclercq, Simon Doyle, C. Kramer, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cardiff University, Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cryogénie (NEEL - Cryo), Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [Rome] (UNIROMA), Universidad Católica del Norte [Antofagasta], Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Cryogénie (Cryo), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unidad de Excelencia Científica María de Maeztu Centro de Astrobiología del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial y CSIC, MDM-2017-0737, Agence Nationale de la Recherche (ANR), European Commission (EC), Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO), Centre National D'Etudes Spatiales (CNES), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Perotto, L. [0000-0001-6937-5052], Ponthieu, N. [0000-0002-3101-0768], Marcías Pérez, F. J. [0000-0002-5385-2763], Désert, F. J. [0000-0001-6478-7883], Mayet, F. [0000-0001-9995-4792], Gómez, A. [0000-0002-8752-1401], De Petris, M. [0000-0001-7859-2139], Shu, S. [0000-0002-6370-2101], Mauskpf, P. [0000-0001-6397-5516], Aussel, H. [0000-0002-1371-5705], LabEx FOCUS, ANR-11-LABX-0013, French National Research Agency (ANR), ANR-15-CE31-0017, French National Research Agency in the framework of the 'Investissements d'avenir' program, ANR-15-IDEX-02, European Research Council Advanced Grant ORISTARS under the European Union's Seventh Framework Programme, Spanish Ministerio de Economia and Competitividad (MINECO), and Sapienza Universita' di Roma
Subjects: Physics - Instrumentation and Detectors, media_common.quotation_subject, FOS: Physical sciences, Context (language use), Field of view, Astrophysics, Large scale strcuture of universe, general [Submillimeter], 7. Clean energy, 01 natural sciences, law.invention, Telescope, law, 0103 physical sciences, Calibration, observational [Methods], Angular resolution, instrumentation, photometers, methods, observational, data analysis, submillimeter, general, large-scale structure of Universe, ISM, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], 14. Life underwater, data analysis [Methods], 010306 general physics, 010303 astronomy & astrophysics, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), Remote sensing, media_common, ISM: general, Physics, general [ISM], Astronomy and Astrophysics, submillimeter: general, Instrumentation and Detectors (physics.ins-det), methods: data analysis, Photometry (astronomy), instrumentation: photometers, photometers [Instrumentation], 13. Climate action, Space and Planetary Science, Sky, Millimeter, methods: observational, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]
Abstract: Context. NIKA2 is a dual-band millimetre continuum camera of 2 900 kinetic inductance detectors, operating at 150 and 260 GHz, installed at the IRAM 30-m telescope in Spain. Open to the scientific community since October 2017, NIKA2 will provide key observations for the next decade to address a wide range of open questions in astrophysics and cosmology. Aims. Our aim is to present the calibration method and the performance assessment of NIKA2 after one year of observation. Methods. We used a large data set acquired between January 2017 and February 2018 including observations of primary and secondary calibrators and faint sources that span the whole range of observing elevations and atmospheric conditions encountered by the IRAM 30-m telescope. This allowed us to test the stability of the performance parameters against time evolution and observing conditions. We describe a standard calibration method, referred to as the "Baseline"method, to translate raw data into flux density measurements. This includes the determination of the detector positions in the sky, the selection of the detectors, the measurement of the beam pattern, the estimation of the atmospheric opacity, the calibration of absolute flux density scale, the flat fielding, and the photometry. We assessed the robustness of the performance results using the Baseline method against systematic effects by comparing results using alternative methods. Results. We report an instantaneous field of view of 6.5′ in diameter, filled with an average fraction of 84%, and 90% of valid detectors at 150 and 260 GHz, respectively. The beam pattern is characterised by a FWHM of 17.6″ ± 0.1″ and 11.1″ ± 0.2″, and a main-beam efficiency of 47%±3%, and 64%±3% at 150 and 260 GHz, respectively. The point-source rms calibration uncertainties are about 3% at 150 GHz and 6% at 260 GHz. This demonstrates the accuracy of the methods that we deployed to correct for atmospheric attenuation. The absolute calibration uncertainties are of 5%, and the systematic calibration uncertainties evaluated at the IRAM 30-m reference Winter observing conditions are below 1% in both channels. The noise equivalent flux density at 150 and 260 GHz are of 9 ± 1 mJy s1/2 and 30 ± 3 mJy s1/2. This state-of-the-art performance confers NIKA2 with mapping speeds of 1388 ± 174 and 111 ± 11 arcmin2 mJy-2 h-1 at 150 and 260 GHz. Conclusions. With these unique capabilities of fast dual-band mapping at high (better that 18″) angular resolution, NIKA2 is providing an unprecedented view of the millimetre Universe., With funding from the Spanish government through the "María de Maeztu Unit of Excellence" accreditation (MDM-2017-0737)
Published: 2020

7. GASTON: Galactic Star Formation with NIKA2 A new population of cold massive sources discovered

Author: K. F. Schuster, Peter A. R. Ade, Guilaine Lagache, Martino Calvo, Ph. André, V. Revéret, A. Andrianasolo, Alessandro Monfardini, Florian Kéruzoré, R. Zylka, F. Mayet, Alexandre Beelen, Nicolas Peretto, R. Adam, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, Simon Doyle, Carsten Kramer, Giampaolo Pisano, Charles Romero, Shibo Shu, L. Perotto, Florian Ruppin, Aurore Bacmann, F.-X. Désert, Ana Gómez, Nicolas Ponthieu, M. De Petris, J.-F. Lestrade, A. Ritacco, Johannes Goupy, Alain Benoit, A. Catalano, Herve Aussel, Bilal Ladjelate, Philip Daniel Mauskopf, E. F. C. Driessen, Helene Roussel, I. Ristorcelli, Andrew Rigby, Barbara Comis, Carole Tucker, Samuel Leclercq, A. Sievers, Aurelien Bideaud, Frédérique Motte, Cardiff University, Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Cryogénie (NEEL - Cryo), Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [Rome] (UNIROMA), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Massachusetts Institute of Technology (MIT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Cryogénie (Cryo), Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [Rome], Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), HELFA - Hélium : du fondamental aux applications, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Cryo - Cryogénie, Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' [Rome], Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)
Subjects: Stellar mass, QC1-999, FOS: Physical sciences, telescope, 01 natural sciences, IRAM 30m telescope, star formation, Preliminary analysis, telescope, star formation, millimeter observations, 0103 physical sciences, 010306 general physics, 010303 astronomy & astrophysics, Physics, Mass distribution, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], Star formation, Astronomy, Galactic plane, New population, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, millimeter observations, Stars, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), [SDU.ASTR.GA]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Galactic Astrophysics [astro-ph.GA]
Abstract: Understanding where and when the mass of stars is determined is one of the fundamental, mostly unsolved, questions in astronomy. Here, we present the first results of GASTON, the Galactic Star Formation with NIKA2 large programme on the IRAM 30m telescope, that aims to identify new populations of low-brightness sources to tackle the question of stellar mass determination across all masses. In this paper, we focus on the high-mass star formation part of the project, for which we map a $\sim2$ deg$^2$ region of the Galactic plane around $l=24^\circ$ in both 1.2 mm and 2.0 mm continuum. Half-way through the project, we reach a sensitivity of 3.7 mJy/beam at 1.2mm. Even though larger than our target sensitivity of 2 mJy, the current sensitivity already allows the identification of a new population of cold, compact sources that remained undetected in any (sub-)mm Galactic plane survey so far. In fact, about 25% of the $\sim 1600$ compact sources identified in the 1.2 mm GASTON image are new detections. We present a preliminary analysis of the physical properties of the GASTON sources as a function of their evolutionary stage, arguing for a potential evolution of the mass distribution of these sources with time., To appear in the proceedings of the international conference entitled mm Universe @ NIKA2, Grenoble (France), June 2019, EPJ Web of conferences
Published: 2020

8. A low-mass galaxy cluster as a test-case study for the NIKA2 SZ Large Program

Author: Guilaine Lagache, A. Andrianasolo, Peter A. R. Ade, F. Mayet, Monique Arnaud, V. Revéret, R. Adam, Simon Doyle, Carsten Kramer, Carole Tucker, L. Perotto, Alessandro Monfardini, J.-F. Lestrade, Charles Romero, Giampaolo Pisano, P. Mauskopf, Florian Ruppin, Shibo Shu, Etienne Pointecouteau, Florian Kéruzoré, Samuel Leclercq, F.-X. Désert, Barbara Comis, Ph. André, A. Sievers, I. Bartalucci, Aurelien Bideaud, Ana Gómez, A. Ritacco, K. F. Schuster, G. W. Pratt, Alain Benoit, Herve Aussel, Bilal Ladjelate, Nicolas Ponthieu, R. Zylka, A. Catalano, Helene Roussel, M. De Petris, E. F. C. Driessen, Martino Calvo, Johannes Goupy, Alexandre Beelen, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Néel (NEEL), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Cryogénie (NEEL - Cryo), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)
Subjects: Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), QC1-999, satellite, clusters of galaxies, CMB, Sunyaev-Zel'dovich effect, FOS: Physical sciences, Astrophysics, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, 01 natural sciences, law.invention, Telescope, law, gas, 0103 physical sciences, Cluster (physics), thermodynamical, flux: density, 010306 general physics, 010303 astronomy & astrophysics, Galaxy cluster, Astrophysics::Galaxy Astrophysics, Physics, redshift: high, Redshift, Automatic Keywords, galaxy: cluster, Satellite, Millimeter, Low Mass, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Data reduction, Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract: High-resolution mapping of the hot gas in galaxy clusters is a key tool for cluster-based cosmological analyses. Taking advantage of the NIKA2 millimeter camera operated at the IRAM 30-m telescope, the NIKA2 SZ Large Program seeks to get a high-resolution follow-up of 45 galaxy clusters covering a wide mass range at high redshift in order to re-calibrate some of the tools needed for the cosmological exploitation of SZ surveys. We present the second cluster analysis of this program, targeting one of the faintest sources of the sample in order to tackle the difficulties in data reduction for such faint, low-SNR clusters. In this study, the main challenge is the precise estimation of the contamination by sub-millimetric point sources, which greatly affects the tSZ map of the cluster. We account for this contamination by performing a joint fit of the SZ signal and of the flux density of the compact sources. A prior knowledge of these fluxes is given by the adjustment of the SED of each source using data from both NIKA2 and the \textit{Herschel} satellite. The first results are very promising and demonstrate the possibility to estimate thermodynamic properties with NIKA2, even in a compact cluster heavily contaminated by point sources., 7 pages, to appear in the proceedings of the international conference entitled mm Universe @ NIKA2, Grenoble (France), June 2019, EPJ Web of conferences
Published: 2020

9. Unveiling the merger dynamics of the most massive MaDCoWS cluster at $z = 1.2$ from a multi-wavelength mapping of its intracluster medium properties

Author: P. A. R. Ade, N. Ponthieu, Marshall W. Bautz, A. Catalano, Pascale Andre, E. Pointecouteau, Anthony H. Gonzalez, J. Goupy, S. Leclercq, G. Lagache, Alessandro Monfardini, G. W. Pratt, D. Stern, Alicia Gomez, P. D. Mauskopf, J.-F. Lestrade, I. Bartalucci, A. Beelen, S. A. Stanford, Peter Eisenhardt, Mark Brodwin, Simon Doyle, A. Andrianasolo, Aurélien Benoit, L. Perotto, A. Ritacco, Mike McDonald, K. F. Schuster, Florian Ruppin, F. Mayet, Carole Tucker, C. Kramer, G. Pisano, V. Revéret, B. Decker, Manuel Calvo, M. Arnaud, R. Zylka, B. Comis, A. Bideaud, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, R. Adam, H. Aussel, Albrecht Sievers, F.-X. Désert, Bilal Ladjelate, H. Roussel, C. Romero, Florian Kéruzoré, Emily Moravec, M. De Petris, E. F. C. Driessen, Shibo Shu, Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Cryogénie (NEEL - Cryo), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Brodwin, M. [0000-0002-4208-798X], Ade, P. [0000-0002-5127-0401], González, A. H. [0000-0002-0933-8601], Moravec, E. [0000-0001-9793-5416], Romero, C. [0000-0001-5725-0359], Stern, D. [0000-0003-2686-9241], LabEx FOCUS, Agence Nationale de la Recherche (ANR), European Research Council (ERC), National Aeronautics & Space Administration (NASA), Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO), Unidad de Excelencia Científica María de Maeztu Centro de Astrobiología del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial y CSIC, MDM-2017-0737, and European Commission (EC)
Subjects: X ray astronomy, Structure formation, Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), 010504 meteorology & atmospheric sciences, FOS: Physical sciences, Galaxy clusters, Sunyaev-Zeldovich effect, X-ray astronomy, High-redshift galaxy clusters, Intracluster medium, Cool cores, Astrophysics, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, 01 natural sciences, Sunyaev Zeldovich effect, law.invention, law, 0103 physical sciences, Cluster (physics), High redshift galaxy clsuters, 010303 astronomy & astrophysics, Galaxy cluster, 0105 earth and related environmental sciences, Physics, Line-of-sight, Astronomy and Astrophysics, Redshift, Galaxy, Space and Planetary Science, Galaxy clsuters, Hydrostatic equilibrium, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract: The characterization of the Intracluster Medium (ICM) properties of high-redshift galaxy clusters is fundamental to our understanding of large-scale structure formation processes. We present the results of a multiwavelength analysis of the very massive cluster MOO J1142+1527 at a redshift z = 1.2 discovered as part of the Massive and Distant Clusters of WISE Survey. This analysis is based on high angular resolution Chandra X-ray and NIKA2 Sunyaev-Zel'dovich (SZ) data. The cluster thermodynamic radial profiles have been obtained with unprecedented precision at this redshift and up to 0.7R , thanks to the combination of high-resolution X-ray and SZ data. The comparison between the galaxy distribution mapped in infrared by Spitzer and the morphological properties of the ICM derived from the combined analysis of the Chandra and NIKA2 data leads us to the conclusion that the cluster is an ongoing merger. We have estimated a systematic uncertainty on the cluster total mass that characterizes both the impact of the observed deviations from spherical symmetry and of the core dynamics on the mass profile. We further combine the X-ray and SZ data at the pixel level to obtain maps of the temperature and entropy distributions. We find a relatively low-entropy core at the position of the X-ray peak and high-temperature regions located on its south and west sides. This work demonstrates that the addition of spatially resolved SZ observations to low signal-to-noise X-ray data brings a high information gain on the characterization of the evolution of ICM thermodynamic properties at z > 1., With funding from the Spanish government through the "María de Maeztu Unit of Excellence" accreditation (MDM-2017-0737)
Published: 2020

10. BULLKID: BULky and Low-Threshold Kinetic Inductance Detectors

Author: V. Pettinacci, I. Colantoni, Alessandro Monfardini, A. Mazzolari, S. Di Domizio, Riccardo Camattari, Laura Cardani, Vincenzo Guidi, Martino Calvo, M. Vignati, J. Goupy, N. Casali, M. I. Martínez, H. Le Sueur, C. Bellenghi, M. Romagnoni, Angelo Cruciani, Giorgio Pettinari, Cryogénie (NEEL - Cryo), Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Subjects: Silicon, Physics::Instrumentation and Detectors, Dark matter, chemistry.chemical_element, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Particle detector, 010305 fluids & plasmas, energy: threshold, phonon: detector, neutrino nucleus: coherent interaction, 0103 physical sciences, General Materials Science, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], 010306 general physics, induction, activity report, detector: design, Physics, Scattering, Detector, silicon, dark matter: detector, Coherent scattering, Kinetic inductance detectors, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Computational physics, chemistry, cryogenics, Scalability, High Energy Physics::Experiment, Neutrino, Energy (signal processing)
Abstract: International audience; BULLKID is an R&D project on a cryogenic particle detector to search for rare low-energy processes such as low-mass dark matter and neutrino coherent scattering off nuclei. The detector unit we are designing consists in an array of ~ 100 silicon absorbers sensed by phonon-mediated, microwave-multiplexed kinetic inductance detectors, with energy threshold below 100 eV and total target mass around 30 g. The single detector unit will be engineered to ensure a straightforward scalability to a future kg-scale experiment.
Published: 2020

11. Cluster cosmology with the NIKA2 SZ Large Program

Author: Pascal André, Samuel Leclercq, M. De Petris, Herve Aussel, Shibo Shu, Helene Roussel, F. Mayet, Bilal Ladjelate, I. Bartalucci, A. Sievers, Charles Romero, V. Revéret, Aurelien Bideaud, G. W. Pratt, Carole Tucker, Etienne Pointecouteau, Alain Benoit, Barbara Comis, Alexandre Beelen, Philip Daniel Mauskopf, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, Monique Arnaud, Florian Kéruzoré, Nicolas Ponthieu, Johannes Goupy, Martino Calvo, A. Catalano, J.-F. Lestrade, Alessandro Monfardini, E. F. C. Driessen, Simon Doyle, Giampaolo Pisano, K. F. Schuster, Francois-Xavier Désert, Guilaine Lagache, R. Zylka, Florian Ruppin, Peter A. R. Ade, Ana Gómez, A. Ritacco, A. Andrianasolo, R. Adam, Carsten Kramer, L. Perotto, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Cryogénie (NEEL - Cryo), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)
Subjects: Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), QC1-999, Continuum (design consultancy), FOS: Physical sciences, Astrophysics, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, CMB, 01 natural sciences, Cosmology, law.invention, clusters of galaxies, Telescope, clusters of galaxies, CMB, Sunyaev-Zel'dovich effect, law, 0103 physical sciences, Cluster (physics), Angular resolution, 010303 astronomy & astrophysics, Scaling, Galaxy cluster, Physics, 010308 nuclear & particles physics, Redshift, Sunyaev-Zel'dovich effect, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract: The main limiting factor of cosmological analyses based on thermal Sunyaev-Zel'dovich (SZ) cluster statistics comes from the bias and systematic uncertainties that affect the estimates of the mass of galaxy clusters. High-angular resolution SZ observations at high redshift are needed to study a potential redshift or morphology dependence of both the mean pressure profile and of the mass-observable scaling relation used in SZ cosmological analyses. The NIKA2 camera is a new generation continuum instrument installed at the IRAM 30-m telescope. With a large field of view, a high angular resolution and a high-sensitivity, the NIKA2 camera has unique SZ mapping capabilities. In this paper, we present the NIKA2 SZ large program, aiming at observing a large sample of clusters at redshifts between 0.5 and 0.9, and the characterization of the first cluster oberved with NIKA2., Comment: to appear in the proceedings of the international conference entitled mm Universe @ NIKA2, Grenoble (France), June 2019, EPJ Web of conferences
Published: 2020

12. Cryogenic Light Detectors for Background Suppression: The CALDER Project

Author: N. Casali, Angelo Cruciani, I. Colantoni, Martino Calvo, M. I. Martínez, H. le Sueur, Alessandro Monfardini, Giorgio Pettinari, Carlo Cosmelli, S. Di Domizio, Laura Cardani, M. Vignati, C. Bellenghi, Johannes Goupy, G. Castellano, Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare [Sezione di Roma 1] (INFN), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Cryogénie (NEEL - Cryo), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), CNR Istituto di Fotonica e Nanotecnologie [Trento] (IFN), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), and University of Zaragoza - Universidad de Zaragoza [Zaragoza]
Subjects: Physics, Light detector, [PHYS]Physics [physics], 010308 nuclear & particles physics, Resonator, Detector, Cryogenic detector, Condensed Matter Physics, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Multiplexing, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Particle identification, Nuclear physics, Phonon-mediated, Observatory, Double beta decay, 0103 physical sciences, Background suppression, General Materials Science, 010306 general physics, Energy (signal processing), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience; The CALDER project aims to realize cryogenic light detectors for the next generation of experiments searching for rare events. More in detail, the main application of these devices will be the background suppression in future cryogenic calorimetric experiments searching for neutrinoless double beta decay ($0\nu $DBD). This is the case of CUPID, a next-generation $0\nu $DBD observatory, able to take advantage from particle identification to dramatically reduce the background events. In this contribution, we show the status of the CALDER project. The light sensors developed in this R&D are based on kinetic inductance detector operated in the phonon-mediated approach. Their energy resolution (20 eV), time response ($\upmu $s) and multiplexing capability make them very promising for the future CUPID experiment.
Published: 2020

13. Mapping the gas thermodynamic properties of the massive cluster merger MOO J1142$+$1527 at z = 1.2

Author: Peter A. R. Ade, Pascal André, Johannes Goupy, I. Bartalucci, Alessandro Monfardini, A. Andrianasolo, Monique Arnaud, Giampaolo Pisano, Mark W. Bautz, Samuel Leclercq, Carole Tucker, Michael McDonald, R. Zylka, Charles Romero, V. Revéret, Alexandre Beelen, Guilaine Lagache, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, A. Sievers, Anthony H. Gonzalez, Simon Doyle, Ana Gómez, G. W. Pratt, Mark Brodwin, A. Ritacco, Herve Aussel, Florian Kéruzoré, Florian Ruppin, Shibo Shu, F. Mayet, K. F. Schuster, Bilal Ladjelate, Alain Benoit, Aurelien Bideaud, R. Adam, B. Decker, Carsten Kramer, Francois-Xavier Désert, Etienne Pointecouteau, L. Perotto, Nicolas Ponthieu, Barbara Comis, A. Catalano, Philip Daniel Mauskopf, Peter Eisenhardt, Martino Calvo, J.-F. Lestrade, Helene Roussel, Emily Moravec, Daniel Stern, M. De Petris, E. F. C. Driessen, Spencer A. Stanford, Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Néel (NEEL), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Cryogénie (NEEL - Cryo), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères (LERMA (UMR_8112)), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), HEP, INSPIRE, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biologie cellulaire des infections virales – Cell biology of viral infection, Centre International de Recherche en Infectiologie - UMR (CIRI), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble [2020-....] (OSUG [2020-....]), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes [2020-....] (UGA [2020-....])-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes [2020-....] (UGA [2020-....]), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo France-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Work (thermodynamics), Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), QC1-999, FOS: Physical sciences, Astrophysics, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, CMB, 01 natural sciences, clusters of galaxies, Entropy (classical thermodynamics), clusters of galaxies, CMB, Sunyaev-Zel'dovich effect, Position (vector), Intracluster medium, 0103 physical sciences, Cluster (physics), Angular resolution, 010303 astronomy & astrophysics, Physics, Line-of-sight, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], 010308 nuclear & particles physics, Redshift, Sunyaev-Zel'dovich effect, [PHYS.ASTR] Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract: We present the results of the analysis of the very massive cluster MOO J1142$+$1527 at a redshift $z = 1.2$ based on high angular resolution NIKA2 Sunyaev-Zel'dovich (SZ) and $Chandra$ X-ray data. This multi-wavelength analysis enables us to estimate the shape of the temperature profile with unprecedented precision at this redshift and to obtain a map of the gas entropy distribution averaged along the line of sight. The comparison between the cluster morphological properties observed in the NIKA2 and $Chandra$ maps together with the analysis of the entropy map allows us to conclude that MOO J1142$+$1527 is an on-going merger hosting a cool-core at the position of the X-ray peak. This work demonstrates how the addition of spatially-resolved SZ observations to low signal-to-noise X-ray data can bring valuable insights on the intracluster medium thermodynamic properties at $z>1$., to appear in the proceedings of the international conference entitled mm Universe @ NIKA2, Grenoble (France), June 2019, EPJ Web of conferences
Published: 2019

14. Preliminary results on the instrumental polarization of NIKA2-Pol at the IRAM 30m telescope

Author: Anaëlle Maury, Bilal Ladjelate, Alexandre Beelen, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, Nicolas Ponthieu, R. Zylka, Peter A. R. Ade, Philip Daniel Mauskopf, Alessandro Monfardini, E. F. C. Driessen, H. Roussel, Guilaine Lagache, Alicia Gomez, S. Leclercq, L. Perotto, Giampaolo Pisano, K. F. Schuster, Carole Tucker, Martino Calvo, M. De Petris, J. Goupy, H. Ajeddig, Florian Ruppin, A. Ritacco, Shibo Shu, R. Adam, V. Revéret, C. Romero, C. Kramer, A. Andrianasolo, F. Mayet, Simon Doyle, Ph. André, Albrecht Sievers, Alain Benoit, J.-F. Lestrade, Florian Kéruzoré, Yoshito Shimajiri, A. Bideaud, F.-X. Désert, B. Comis, A. Catalano, Herve Aussel, Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Néel (NEEL), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Cryogénie (NEEL - Cryo), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)
Subjects: Physics, polarization, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Star formation, QC1-999, Polarimetry, clusters of galaxies, CMB, polarization, Astronomy, CMB, Polarization (waves), 01 natural sciences, IRAM 30m telescope, clusters of galaxies, Magnetic field, law.invention, Telescope, 13. Climate action, law, 0103 physical sciences, High spatial resolution, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], 010303 astronomy & astrophysics, 0105 earth and related environmental sciences, Leakage (electronics)
Abstract: International audience; Clarifying the role of magnetic fields in the star formation process is crucial. Observations have already shown that magnetic fields play an important role in the early stages of star formation. The high spatial resolution (∼0.01 to 0.05 pc) provided by NIKA2-Pol 1.2 mm imaging polarimetry of nearby clouds will help us clarify the geometry of the B-field within dense cores and molecular filaments as part of the IRAM 30m large program B-FUN. There are numerous challenging issues in the validation of NIKA2-Pol such as the calibration of instrumental polarization. The commissioning phase of NIKA2-Pol is underway and is helping us characterize the intensity-to-polarization “leakage” pattern of the instrument. We present a preliminary analysis of the leakage pattern and its dependence with elevation. We also present the current leakage correction made possible by the NIKA2 pipeline in polarization mode based on the NIKA2-Pol commissioning data taken in December 2018. Based on reduced Stokes I, Q, U data we find that the leakage pattern of NIKA2-Pol depends on elevation and is sensitive to the focus of the telescope.
Published: 2019

15. Interplay Between Kinetic Inductance, Nonlinearity, and Quasiparticle Dynamics in Granular Aluminum Microwave Kinetic Inductance Detectors

Author: Alessandro Monfardini, Gianluigi Catelani, Alexey V. Ustinov, Alain Benoit, Francesco Valenti, Nataliya Maleeva, F. Levy-Bertrand, Fabio Henriques, Patrick Winkel, J. Goupy, Lukas Grünhaupt, Martino Calvo, Uwe von Lüpke, Alexander Bilmes, Sebastian T. Skacel, Ioan Pop, Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Cryogénie (Cryo), and Magnétisme et Supraconductivité (MagSup )
Subjects: Physics, [PHYS]Physics [physics], Phonon, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Noise (electronics), Kinetic inductance, Power (physics), Computational physics, [PHYS.COND.CM-S]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Superconductivity [cond-mat.supr-con], Responsivity, 0103 physical sciences, Quasiparticle, ddc:530, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 010306 general physics, 0210 nano-technology, Microwave, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Ground plane
Abstract: Microwave kinetic inductance detectors (MKIDs) are thin-film, cryogenic, superconducting resonators. Incident Cooper pair-breaking radiation increases their kinetic inductance, thereby measurably lowering their resonant frequency. For a given resonant frequency, the highest MKID responsivity is obtained by maximizing the kinetic inductance fraction α. However, in circuits with α close to unity, the low supercurrent density reduces the maximum number of readout photons before bifurcation due to self-Kerr nonlinearity, therefore setting a bound for the maximum α before the noise-equivalent power (NEP) starts to increase. By fabricating granular aluminum MKIDs with different resistivities, we effectively sweep their kinetic inductance from tens to several hundreds of pH per square. We find a NEP minimum in the range of 30aW/√Hz at α≈0.9, which results from a trade-off between the onset of nonlinearity and a nonmonotonic dependence of the noise spectral density versus resistivity.
Published: 2019

16. Electrodynamics of granular aluminum from superconductor to insulator: observation of collective superconducting modes

Author: Uwe Von Luepke, Alicia Gomez, Thierry Grenet, Ioan Pop, O. Dupré, Lukas Grünhaupt, Alessandro Monfardini, Francesco Valenti, F. Levy-Bertrand, Alain Benoit, A. Bideaud, Martino Calvo, Nataliya Maleeva, J. Goupy, O. Bourrion, A. Catalano, Thierry Klein, Magnétisme et Supraconductivité (MagSup ), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), and Cryogénie (Cryo)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Superconductivity, Physics, Condensed matter physics, Condensed Matter - Superconductivity, FOS: Physical sciences, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Omega, Coulomb repulsion, [PHYS.COND.CM-S]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Superconductivity [cond-mat.supr-con], Superconductivity (cond-mat.supr-con), chemistry, Aluminium, Electrical resistivity and conductivity, Condensed Matter::Superconductivity, 0103 physical sciences, Superconducting critical temperature, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 010306 general physics, 0210 nano-technology, Spectroscopy, Phase diagram
Abstract: We report on a detailed study of the optical response and ${T}_{c}\text{\ensuremath{-}}\ensuremath{\rho}$ phase diagram (${T}_{c}$ being the superconducting critical temperature and $\ensuremath{\rho}$ the normal state resistivity of the film) of granular aluminum, combining transport measurements and a high resolution optical spectroscopy technique. The ${T}_{c}\text{\ensuremath{-}}\ensuremath{\rho}$ phase diagram is discussed as resulting from an interplay between the phase stiffness, the Coulomb repulsion, and the superconducting gap $\mathrm{\ensuremath{\Delta}}$. We provide direct evidence for two different types of well resolved subgap absorptions, at ${\ensuremath{\omega}}_{1}\ensuremath{\simeq}\mathrm{\ensuremath{\Delta}}$ and at $\mathrm{\ensuremath{\Delta}}\ensuremath{\lesssim}{\ensuremath{\omega}}_{2}\ensuremath{\lesssim}2\mathrm{\ensuremath{\Delta}}$ (decreasing with increasing resistivity).
Published: 2019

17. Contact-less phonon detection with massive cryogenic absorbers

Author: Alessandro Monfardini, Martino Calvo, F. Levy-Bertrand, Johannes Goupy, Maryvonne De Jesus, J. Billard, A. Juillard, R. Germond, L. Vagneron, J. Colas, Philippe Camus, Institut Néel (NEEL), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon), Cryogénie (NEEL - Cryo), Magnétisme et Supraconductivité (NEEL - MagSup), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)
Subjects: Materials science, Physics - Instrumentation and Detectors, experimental methods, Physics and Astronomy (miscellaneous), Phonon, Physics::Instrumentation and Detectors, silicon: crystal, energy resolution, FOS: Physical sciences, Applied Physics (physics.app-ph), 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Microstrip, High Energy Physics - Experiment, thermal, High Energy Physics - Experiment (hep-ex), Resonator, phonon: detector, 0103 physical sciences, [PHYS.HEXP]Physics [physics]/High Energy Physics - Experiment [hep-ex], Wafer, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], phonon, detector: design, 010302 applied physics, Superconductivity, [PHYS]Physics [physics], Scattering, business.industry, superconductivity, Detector, Energy conversion efficiency, Instrumentation and Detectors (physics.ins-det), Physics - Applied Physics, 021001 nanoscience & nanotechnology, cryogenics, aluminum, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business
Abstract: We have developed a contact-less technique for the real time measurement of a-thermal (Cooper-pair breaking) phonons in an absorber held at sub-Kelvin temperatures. In particular, a thin-film aluminum superconducting resonator was realized on a 30-grams high-resistivity silicon crystal. The lumped-element resonator is inductively excited/read-out by a radio-frequency microstrip feed-line deposited on another wafer; the sensor, a Kinetic Inductance Detector (KID), is read-out without any physical contact or wiring to the absorber. The resonator demonstrates excellent electrical properties, particularly in terms of its internal quality factor. The detection of alphas and gammas in the massive absorber is achieved, with an RMS energy resolution of about 1.4 keV, which is already interesting for particle physics applications. The resolution of this prototype detector is mainly limited by the low (about 0.3%) conversion efficiency of deposited energy to superconducting excitations (quasi-particles). The demonstrated technique can be further optimized, and used to produce large arrays of a-thermal phonon detectors, for use in rare events searches such as: dark matter direct detection,neutrino-less double beta decay, or coherent elastic neutrino-nucleus scattering., Accepted for publication on Applied Physics Letters
Published: 2019

18. High Q-factor near infrared and visible Al 2 O 3 -based parallel-plate capacitor kinetic inductance detectors

Author: Samir Beldi, Josiane Firminy, Christine Chaumont, F. Levy-Bertrand, Alessandro Monfardini, Alessandro Traini, M. Rosticher, Shan Mignot, Piercarlo Bonifacio, Michel Piat, Florent Reix, Jie Hu, Faouzi Boussaha, Manuel Gonzales, Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Magnétisme et Supraconductivité (MagSup ), Laboratoire Pierre Aigrain (LPA), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation (GEPI), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), and Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Dielectric, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Capacitance, law.invention, 010309 optics, Atomic layer deposition, Optics, law, 0103 physical sciences, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], business.industry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Capacitor, chemistry, Q factor, Electrode, 0210 nano-technology, business, Tin, Light-emitting diode
Abstract: We designed, fabricated and characterized parallel-plate capacitor lumped-element kinetic inductance detectors (LEKIDs) to operate at near-infrared and optical wavelengths (0.3 -1 μm). The widely used interdigitated capacitor is replaced by a parallel-plate capacitor which, for a given resonance frequency, has a larger capacitance value within a much smaller space allowing to strongly reduce the size of the pixels. The parallel-plate capacitor LEKID array comprises 10 × 10 pixels. The inductive meander is patterned from stoichiometric 52 nm-thick TiN film (Tc ≈4.6 K). The parallel-plate capacitor is made of a TiN base electrode, Al2O3 dielectric and Nb upper electrode. More than 90 resonances out of 100 within the 0.994-1.278 GHz band were identified. The resonances exhibit internal Q-factors up to ∼370 000 at 72 mK. The array was illuminated using a white light and 890 nm monochromatic near infrared LEDs. The estimated quasiparticle lifetime is τqp≈13 µs.
Published: 2019

19. Detection of Terahertz Time-Domain Signals with KIDs

Author: Federico Sanjuan, Emilie Hérault, Gizem Soylu, F. Levy-Bertrand, Alessandro Monfardini, Jean-Louis Coutaz, Jean Francois Roux, Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'Hyperfréquences et Caractérisation (IMEP-LAHC ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Magnétisme et Supraconductivité (MagSup ), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), and Labex FOCUS
Subjects: Physics, business.industry, Terahertz radiation, Detector, Measure (physics), Physics::Optics, Kinetic energy, 01 natural sciences, Power (physics), Optical rectification, Optics, 0103 physical sciences, [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, Time domain, Antenna (radio), 010306 general physics, business, 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Kinetic induced detectors are used for the first time to measure time-domain THz signals generated by optical rectification or by photo-conducting antenna. We measured signals of average power as low as ~ 0.1 fW.
Published: 2018

20. Loss Mechanisms and Quasiparticle Dynamics in Superconducting Microwave Resonators Made of Thin-Film Granular Aluminum

Author: Lukas Grünhaupt, Alessandro Monfardini, Sebastian T. Skacel, Gianluigi Catelani, Martino Calvo, Hannes Rotzinger, Ioan Pop, Alexey V. Ustinov, Nataliya Maleeva, F. Levy-Bertrand, Cryogénie (Cryo), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Magnétisme et Supraconductivité (MagSup ), and Hélium : du fondamental aux applications (HELFA)
Subjects: Physics, Superconductivity, Josephson effect, [PHYS]Physics [physics], Photon, Condensed matter physics, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Omega, Kinetic inductance, [PHYS.QPHY]Physics [physics]/Quantum Physics [quant-ph], Electrical resistivity and conductivity, 0103 physical sciences, Quasiparticle, ddc:550, Thin film, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 010306 general physics, 0210 nano-technology, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Superconducting high kinetic inductance elements constitute a valuable resource for quantum circuit design and millimeter-wave detection. Granular aluminum (grAl) in the superconducting regime is a particularly interesting material since it has already shown a kinetic inductance in the range of $\mathrm{nH}/\ensuremath{\square}$ and its deposition is compatible with conventional $\mathrm{Al}/\mathrm{AlOx}/\mathrm{Al}$ Josephson junction fabrication. We characterize microwave resonators fabricated from grAl with a room temperature resistivity of $4\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{3}\text{ }\text{ }\ensuremath{\mu}\mathrm{\ensuremath{\Omega}}\text{ }\mathrm{cm}$, which is a factor of 3 below the superconductor to insulator transition, showing a kinetic inductance fraction close to unity. The measured internal quality factors are on the order of ${Q}_{i}={10}^{5}$ in the single photon regime, and we demonstrate that nonequilibrium quasiparticles (QPs) constitute the dominant loss mechanism. We extract QP relaxation times in the range of 1 s and we observe QP bursts every $\ensuremath{\sim}20\text{ }\text{ }\mathrm{s}$. The current level of coherence of grAl resonators makes them attractive for integration in quantum devices, while it also evidences the need to reduce the density of nonequilibrium QPs.
Published: 2018

21. Exploring cosmic origins with CORE:mitigation of systematic effects

Author: M. Tristram, Daniela Paoletti, Eric Hivon, Jose M. Diego, M. López-Caniego, Hannu Kurki-Suonio, D. Tramonte, J. Borrill, M. Piat, Shaul Hanany, Guillaume Patanchon, M. Bonato, Matthieu Roman, J. González-Nuevo, F. Piacentini, G. Signorelli, Stephen M. Feeney, Silvia Galli, Miguel Quartin, M. Migliaccio, François R. Bouchet, A. Bonaldi, E. Di Valentino, R. Van de Weijgaert, Ricardo Genova-Santos, L. Salvati, Zhen-Yi Cai, Nicola Bartolo, Martino Calvo, Julien Lesgourgues, Reijo Keskitalo, Alessandro Coppolecchia, Jens Chluba, Carlo Burigana, G. Castellano, Bruno Maffei, D. McCarthy, R. Banerji, Daniel Baumann, Martina Gerbino, Thomas Kitching, Alessandro Monfardini, Francois Boulanger, M. Tomasi, Carlos Hernández-Monteagudo, L. Polastri, Alessandro Melchiorri, Ted Kisner, S. Basak, Giuseppe D'Alessandro, Peter A. R. Ade, Massimiliano Lattanzi, Sebastien Clesse, Marco Bersanelli, Mario Zannoni, R. Allison, Will Handley, J. Valiviita, P. Vielva, Diego Molinari, Mathieu Remazeilles, A. Gruppuso, Matthew Hills, K. Kiiveri, A. Lewis, Mattia Negrello, Michele Liguori, Carole Tucker, Gemma Luzzi, G. Polenta, Silvia Masi, Alessandro Paiella, Giampaolo Pisano, L. Pagano, P. de Bernardis, Anthony Challinor, Sebastian Grandis, Martin Bucher, Luca Lamagna, R. Fernandez-Cobos, Tiziana Trombetti, G. de Gasperis, C. S. Carvalho, A. Tartari, Jacques Delabrouille, Nazzareno Mandolesi, C. Baccigalupi, Vivian Poulin, Ana Achúcarro, Alessio Notari, Alessandro Buzzelli, I. Colantoni, Enrique Martinez-Gonzalez, Fabio Finelli, James G. Bartlett, Francesco Forastieri, Mario Ballardini, Anthony Lasenby, Vincent Vennin, Christopher G. R. Wallis, E. Keihänen, D. T. Hoang, J. J. A. Baselmans, Jean-Baptiste Melin, M. Ashdown, Sophie Henrot-Versille, M. Kunz, S. Hagstotz, Josquin Errard, Jose Alberto Rubino-Martin, C. J. A. P. Martins, G. de Zotti, Neil Trappe, Nicola Vittorio, V. Lindholm, J. Greenslade, Karl Young, O. Perdereau, B. Van Tent, A. J. Banday, Thejs Brinckmann, Graziano Rossi, A. Pollo, C. Hervias-Caimapo, Martin Crook, Paolo Natoli, AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut Lagrange de Paris, Sorbonne Université (SU), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Département de Physique des Particules (ex SPP) (DPP), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique (LAPTH), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Théorique d'Orsay [Orsay] (LPT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), CORE, Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Sorbonne Universités, Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Cryogénie (NEEL - Cryo), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Physique des Particules (ex SPP) (DPhP), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Helsinki Institute of Physics, Department of Physics, Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Natoli, P, Ashdown, M, Banerji, R, Borrill, J, Buzzelli, A, de Gasperis, G, Delabrouille, J, Hivon, E, Molinari, D, Patanchon, G, Polastri, L, Tomasi, M, Bouchet, F, Henrot-Versillé, S, Hoang, D, Keskitalo, R, Kiiveri, K, Kisner, T, Lindholm, V, Mccarthy, D, Piacentini, F, Perdereau, O, Polenta, G, Tristram, M, Achucarro, A, Ade, P, Allison, R, Baccigalupi, C, Ballardini, M, Banday, A, Bartlett, J, Bartolo, N, Basak, S, Baumann, D, Bersanelli, M, Bonaldi, A, Bonato, M, Boulanger, F, Brinckmann, T, Bucher, M, Burigana, C, Cai, Z, Calvo, M, Carvalho, C, Castellano, M, Challinor, A, Chluba, J, Clesse, S, Colantoni, I, Coppolecchia, A, Crook, M, D'Alessandro, G, de Bernardis, P, Zotti, G, Valentino, E, Diego, J, Errard, J, Feeney, S, Fernandez-Cobos, R, Finelli, F, Forastieri, F, Galli, S, Genova-Santos, R, Gerbino, M, González-Nuevo, J, Grandis, S, Greenslade, J, Gruppuso, A, Hagstotz, S, Hanany, S, Handley, W, Hernandez-Monteagudo, C, Hervías-Caimapo, C, Hills, M, Keihänen, E, Kitching, T, Kunz, M, Kurki-Suonio, H, Lamagna, L, Lasenby, A, Lattanzi, M, Lesgourgues, J, Lewis, A, Liguori, M, López-Caniego, M, Luzzi, G, Maffei, B, Mandolesi, N, Martinez-González, E, Martins, C, Masi, S, Matarrese, S, Melchiorri, A, Melin, J, Migliaccio, M, Monfardini, A, Negrello, M, Notari, A, Pagano, L, Paiella, A, Paoletti, D, Piat, M, Pisano, G, Pollo, A, Poulin, V, Quartin, M, Remazeilles, M, Roman, M, Rossi, G, Rubino-Martin, J, Salvati, L, Signorelli, G, Tartari, A, Tramonte, D, Trappe, N, Trombetti, T, Tucker, C, Valiviita, J, de Weijgaert, R, Tent, B, Vennin, V, Vielva, P, Vittorio, N, Wallis, C, Young, K, Zannoni, M, String Theory (ITFA, IoP, FNWI), AstroParticule et Cosmologie ( APC - UMR 7164 ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Observatoire de Paris-Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), Institut d'Astrophysique de Paris ( IAP ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire ( LAL ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de recherche en astrophysique et planétologie ( IRAP ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut d'astrophysique spatiale ( IAS ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut Néel ( NEEL ), Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies ( LPNHE ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Département de Physique des Particules (ex SPP) ( DPP ), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers ( IRFU ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay, Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique ( LAPTH ), Université Savoie Mont Blanc ( USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry] ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique Théorique d'Orsay [Orsay] ( LPT ), and Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Subjects: [ PHYS.ASTR ] Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Cosmic microwave background, Astrophysics, Residual, 01 natural sciences, NOISE, Photometric calibration, CMBR experiments, [ PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET ] Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], 010303 astronomy & astrophysics, media_common, Physics, COSMIC cancer database, INSTRUMENT, FLIGHT, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, symbols, astro-ph.CO, CMBR experiment, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics, CMBR polarisation, Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), media_common.quotation_subject, POLARIZATION MAPS, FOS: Physical sciences, ComputerApplications_COMPUTERSINOTHERSYSTEMS, NO, LIKELIHOOD, symbols.namesake, FIS/05 - ASTRONOMIA E ASTROFISICA, Settore FIS/05 - Astronomia e Astrofisica, Robustness (computer science), 0103 physical sciences, SPECTRA, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], Planck, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), CMBR polarization, 010308 nuclear & particles physics, MAP-MAKING ALGORITHM, Astronomy and Astrophysics, PLANCK SURVEYOR, 115 Astronomy, Space science, CMBR experiments, CMBR polarisation, gravitational waves and CMBR polarization, Reliability engineering, Future study, CMB EXPERIMENTS, Sky, astro-ph.IM, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], gravitational waves and CMBR polarization, astronomy and astrophysics
Abstract: This research used resources of the National Energy Research Scientific Computing Center, which is supported by the Office of Science of the U.S. Department of Energy under Contract No. DE-AC02-05CH11231. We also thank CSC — IT Center for Science (Finland) for computational resources. We acknowledge financial support by ASI Grant 2016-24-H.0 and Academy of Finland grant 295113. This work has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement number 687312. CJM is supported by an FCT Research Professorship, contract reference IF/00064/2012, funded by FCT/MCTES (Portugal) and POPH/FSE (EC). JGN acknowledges financial support from the Spanish MINECO for a ‘Ramon y Cajal’ fellowship (RYC-2013-13256) and the I+D 2015 project AYA2015-65887-P (MINECO/FEDER). GR acknowledges support from the National Research Foundation of Korea (NRF) through Grant No. 2017R1E1A1A01077508 funded by the Korean Ministry of Education, Science and Technology (MoEST), and from the faculty research fund of Sejong University in 2018. We thank Jean Kaplan for useful comments on the manuscript., Natoli, P., Ashdown, M., Banerji, R., Borrill, J., Buzzelli, A., De Gasperis, G., Delabrouille, J., Hivon, E., Molinari, D., Patanchon, G., Polastri, L., Tomasi, M., Bouchet, F.R., Henrot-Versillé, S., Hoang, D.T., Keskitalo, R., Kiiveri, K., Kisner, T., Lindholm, V., McCarthy, D., Piacentini, F., Perdereau, O., Polenta, G., Tristram, M., Achucarro, A., Ade, P., Allison, R., Baccigalupi, C., Ballardini, M., Banday, A.J., Bartlett, J., Bartolo, N., Basak, S., Baumann, D., Bersanelli, M., Bonaldi, A., Bonato, M., Boulanger, F., Brinckmann, T., Bucher, M., Burigana, C., Cai, Z.-Y., Calvo, M., Carvalho, C.-S., Castellano, M.G., Challinor, A., Chluba, J., Clesse, S., Colantoni, I., Coppolecchia, A., Crook, M., D'Alessandro, G., De Bernardis, P., Zotti, G.D., Valentino, E.D., Diego, J.-M., Errard, J., Feeney, S., Fernandez-Cobos, R., Finelli, F., Forastieri, F., Galli, S., Genova-Santos, R., Gerbino, M., González-Nuevo, J., Grandis, S., Greenslade, J., Gruppuso, A., Hagstotz, S., Hanany, S., Handley, W., Hernandez-Monteagudo, C., Hervías-Caimapo, C., Hills, M., Keihänen, E., Kitching, T., Kunz, M., Kurki-Suonio, H., Lamagna, L., Lasenby, A., Lattanzi, M., Lesgourgues, J., Lewis, A., Liguori, M., López-Caniego, M., Luzzi, G., Maffei, B., Mandolesi, N., Martinez-González, E., Martins, C.J.A.P., Masi, S., Matarrese, S., Melchiorri, A., Melin, J.-B., Migliaccio, M., Monfardini, A., Negrello, M., Notari, A., Pagano, L., Paiella, A., Paoletti, D., Piat, M., Pisano, G., Pollo, A., Poulin, V., Quartin, M., Remazeilles, M., Roman, M., Rossi, G., Rubino-Martin, J.-A., Salvati, L., Signorelli, G., Tartari, A., Tramonte, D., Trappe, N., Trombetti, T., Tucker, C., Valiviita, J., De Weijgaert, R.V., Tent, B.V., Vennin, V., Vielva, P., Vittorio, N., Wallis, C., Young, K., Zannoni, M.
Published: 2018

22. Exploring cosmic origins with CORE: cosmological parameters

Author: Daniela Paoletti, Nicola Bartolo, Jens Chluba, J. Greenslade, P. Vielva, Mattia Negrello, Karl Young, Matteo Bonato, Andrea Tartari, Alessandro Paiella, Alessandro Coppolecchia, Andrea Caputo, Nicola Vittorio, V. Lindholm, Anthony Challinor, Agnieszka Pollo, Francois Boulanger, Luca Lamagna, Simone Ferraro, Martin Crook, D. McCarthy, M. López-Caniego, Ted Kisner, G. de Gasperis, L. Polastri, Alessandro Melchiorri, Josquin Errard, Rien van de Weygaert, D. Tramonte, Jose Alberto Rubino-Martin, C. J. A. P. Martins, Deanna C. Hooper, Matthieu Roman, Gianfranco De Zotti, Neil Trappe, M. Piat, Daniel Baumann, Gianluca Polenta, Jussi Valiviita, M. Tomasi, Paolo de Bernardis, Christophe Ringeval, Marco De Petris, Marco Bersanelli, Mario Zannoni, Giuseppe D'Alessandro, R. Fernandez-Cobos, Julien Lesgourgues, Paolo Natoli, Laura Salvati, Miguel Quartin, Thomas Kitching, R. Allison, Antony Lewis, K. Kiiveri, Carole Tucker, Diego Molinari, M. Kunz, Joseph J. Mohr, Ricardo Genova-Santos, C. Hervias-Caimapo, Jean-Baptiste Melin, Sebastian Grandis, Sylvain Martin, Michele Liguori, Shaul Hanany, Mario Ballardini, Vincent Vennin, Eleonora Di Valentino, Enrique Martinez-Gonzalez, Jose M. Diego, Giovanni Cabass, Hannu Kurki-Suonio, Jacques Delabrouille, J. González-Nuevo, Anthony Lasenby, F. Piacentini, Jochem J. A. Baselmans, Gemma Luzzi, S. Hagstotz, Tiziana Trombetti, Stephen M. Feeney, Alessio Notari, C. S. Carvalho, Fabio Finelli, Simone Paradiso, Silvia Masi, James G. Bartlett, Carlos Hernández-Monteagudo, Massimiliano Lattanzi, A. J. Banday, Thejs Brinckmann, Cora Dvorkin, Eric Hivon, Sebastien Clesse, Alessandro Buzzelli, Vivian Poulin, Ana Achúcarro, Martina Gerbino, M. Ashdown, A. Bonaldi, Luca Pagano, Julian Borrill, Will Handley, Martino Calvo, R. Banerji, Ivan Charles, Alessandro Monfardini, Frederico Arroja, S. Basak, Mathieu Remazeilles, Giampaolo Pisano, I. Colantoni, Silvia Galli, Gérard Vermeulen, Francesco Forastieri, Elena Giusarma, Dhiraj Kumar Hazra, François R. Bouchet, Zhen-Yi Cai, Carlo Burigana, G. Castellano, Peter A. R. Ade, Matthew Hills, Bruno Maffei, Martin Bucher, Bartjan van Tent, Guillaume Patanchon, Helsinki Institute of Physics, Department of Physics, String Theory (ITFA, IoP, FNWI), Astronomy, Institut d'Astrophysique de Paris ( IAP ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut Lagrange de Paris, Sorbonne Universités, Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique ( LAPTH ), Université Savoie Mont Blanc ( USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry] ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), AstroParticule et Cosmologie ( APC - UMR 7164 ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Observatoire de Paris-Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), Institut d'astrophysique spatiale ( IAS ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de recherche en astrophysique et planétologie ( IRAP ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Département de Recherche Fondamentale sur la Matière Condensée ( DRFMC ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), Département de Physique des Particules (ex SPP) ( DPP ), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers ( IRFU ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay, Institut Néel ( NEEL ), Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies ( LPNHE ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique Théorique d'Orsay [Orsay] ( LPT ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), CORE, Di Valentino, E, Brinckmann, T, Gerbino, M, Poulin, V, Bouchet, F, Lesgourgues, J, Melchiorri, A, Chluba, J, Clesse, S, Delabrouille, J, Dvorkin, C, Forastieri, F, Galli, S, Hooper, D, Lattanzi, M, Martins, C, Salvati, L, Cabass, G, Caputo, A, Giusarma, E, Hivon, E, Natoli, P, Pagano, L, Paradiso, S, Rubiño-Martin, J, Achúcarro, A, Ade, P, Allison, R, Arroja, F, Ashdown, M, Ballardini, M, Banday, A, Banerji, R, Bartolo, N, Bartlett, J, Basak, S, Baumann, D, de Bernardis, P, Bersanelli, M, Bonaldi, A, Bonato, M, Borrill, J, Boulanger, F, Bucher, M, Burigana, C, Buzzelli, A, Cai, Z, Calvo, M, Carvalho, C, Castellano, G, Challinor, A, Charles, I, Colantoni, I, Coppolecchia, A, Crook, M, D'Alessandro, G, De Petris, M, De Zotti, G, Diego, J, Errard, J, Feeney, S, Fernandez-Cobos, R, Ferraro, S, Finelli, F, de Gasperis, G, Génova-Santos, R, González-Nuevo, J, Grandis, S, Greenslade, J, Hagstotz, S, Hanany, S, Handley, W, Hazra, D, Hernández-Monteagudo, C, Hervias-Caimapo, C, Hills, M, Kiiveri, K, Kisner, T, Kitching, T, Kunz, M, Kurki-Suonio, H, Lamagna, L, Lasenby, A, Lewis, A, Liguori, M, Lindholm, V, Lopez-Caniego, M, Luzzi, G, Maffei, B, Martin, S, Martinez-Gonzalez, E, Masi, S, Matarrese, S, Mccarthy, D, Melin, J, Mohr, J, Molinari, D, Monfardini, A, Negrello, M, Notari, A, Paiella, A, Paoletti, D, Patanchon, G, Piacentini, F, Piat, M, Pisano, G, Polastri, L, Polenta, G, Pollo, A, Quartin, M, Remazeilles, M, Roman, M, Ringeval, C, Tartari, A, Tomasi, M, Tramonte, D, Trappe, N, Trombetti, T, Tucker, C, Väliviita, J, van de Weygaert, R, Van Tent, B, Vennin, V, Vermeulen, G, Vielva, P, Vittorio, N, Young, K, Zannoni, M, Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique (LAPTH), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Recherche Fondamentale sur la Matière Condensée (DRFMC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Département de Physique des Particules (ex SPP) (DPP), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut Néel (NEEL), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Théorique d'Orsay [Orsay] (LPT), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cryogénie (NEEL - Cryo), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Département de Physique des Particules (ex SPP) (DPhP), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Sorbonne Université (SU), Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Subjects: gravitation: model, [ PHYS.ASTR ] Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Cosmic microwave background, cosmological parameters from CMBR, CMBR experiments, neutrino masses from cosmology, BACKGROUND ANISOTROPIES, cosmic background radiation: polarization, Astrophysics, baryon: oscillation: acoustic, NEUTRINO MASS, 01 natural sciences, COBE FIRAS INSTRUMENT, current: constraint, DESI, High Energy Physics - Phenomenology (hep-ph), CMBR experiments, CMB POLARIZATION, dark energy, 010303 astronomy & astrophysics, general relativity and quantum cosmology, QC, cosmological parameters from CMBR, neutrino masses from cosmology, media_common, helium: primordial, QB, Physics, birefringence, hep-th, formation, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, hep-ph, TEMPERATURE-REDSHIFT RELATION, high energy physics - theory, inflation: model, high energy physics - phenomenology, curvature, symbols, astro-ph.CO, CMBR experiment, FUNDAMENTAL CONSTANTS, Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics, Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), satellite: Planck, ANGULAR POWER SPECTRUM, Primordial fluctuations, media_common.quotation_subject, gr-qc, Dark matter, satellite, FOS: Physical sciences, General Relativity and Quantum Cosmology (gr-qc), Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, NO, BROKEN LEPTON NUMBER, symbols.namesake, FIS/05 - ASTRONOMIA E ASTROFISICA, Settore FIS/05 - Astronomia e Astrofisica, FINE-STRUCTURE CONSTANT, 0103 physical sciences, ionization, LARGE-SCALE STRUCTURE, structure, Planck, Reionization, PROBING NEUTRINO MASSES, Inflation (cosmology), 010308 nuclear & particles physics, fluctuation: primordial, Astronomy and Astrophysics, dark matter: annihilation, sensitivity, 115 Astronomy, Space science, MICROWAVE-ANISOTROPY-PROBE, Universe, recombination, COLD DARK-MATTER, High Energy Physics - Theory (hep-th), 13. Climate action, Dark energy, DIGITAL SKY SURVEY, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], MICROWAVE BACKGROUND POLARIZATION
Abstract: We forecast the main cosmological parameter constraints achievable with the CORE space mission which is dedicated to mapping the polarisation of the Cosmic Microwave Background (CMB). CORE was recently submitted in response to ESA's fifth call for medium-sized mission proposals (M5). Here we report the results from our pre-submission study of the impact of various instrumental options, in particular the telescope size and sensitivity level, and review the great, transformative potential of the mission as proposed. Specifically, we assess the impact on a broad range of fundamental parameters of our Universe as a function of the expected CMB characteristics, with other papers in the series focusing on controlling astrophysical and instrumental residual systematics. In this paper, we assume that only a few central CORE frequency channels are usable for our purpose, all others being devoted to the cleaning of astrophysical contaminants. On the theoretical side, we assume LCDM as our general framework and quantify the improvement provided by CORE over the current constraints from the Planck 2015 release. We also study the joint sensitivity of CORE and of future Baryon Acoustic Oscillation and Large Scale Structure experiments like DESI and Euclid. Specific constraints on the physics of inflation are presented in another paper of the series. In addition to the six parameters of the base LCDM, which describe the matter content of a spatially flat universe with adiabatic and scalar primordial fluctuations from inflation, we derive the precision achievable on parameters like those describing curvature, neutrino physics, extra light relics, primordial helium abundance, dark matter annihilation, recombination physics, variation of fundamental constants, dark energy, modified gravity, reionization and cosmic birefringence. (ABRIDGED), Comment: 90 pages, 25 Figures. Revised version with new authors list and references
Published: 2018

23. Exploring Cosmic Origins with CORE:survey requirements and mission design

Author: Karl Young, N. Mandolesi, A. Renzi, D. McCarthy, Andrea Lapi, F. Voisin, F. Oppizzi, Mark Hindmarsh, A. Mennella, Josquin Errard, S. Martin, Jose M. Diego, Enrico Pajer, Douglas Scott, A. Da Silva, Luigi Danese, R. B. Partridge, Subodh P. Patil, Créidhe O'Sullivan, A. M. C. Le Brun, Gianluca Polenta, Deanna C. Hooper, Alessandro Buzzelli, O. Perdereau, Jose Alberto Rubino-Martin, Nicolas Ponthieu, C. J. A. P. Martins, Eric Hivon, M. De Petris, Reijo Keskitalo, Bruno Maffei, Rashid Sunyaev, Michael L. Brown, Elena Giusarma, Marek Biesiada, Joanes Lizarraga, Nicola Bartolo, F. Piacentini, Stephen M. Feeney, G. de Zotti, Neil Trappe, Bin Hu, Cristian Franceschet, Matthieu Tristram, Pasquale Mazzotta, R. Allison, Hannu Kurki-Suonio, Jens Chluba, J. Greenslade, R. Fernandez-Cobos, Alicia Gomez, Stephen Serjeant, A. Catalano, Paolo Natoli, C. S. Carvalho, K. Kiiveri, David L. Clements, Diego Molinari, S. Paradiso, Martina Gerbino, Vincent Vennin, Carole Tucker, Kaustuv Basu, Alexei A. Starobinsky, Sabino Matarrese, Andrea Ravenni, L. Salvati, Eduardo Artal, G. Vermeulen, M. Piat, M. Tucci, F. Noviello, Ingunn Kathrine Wehus, Elia S. Battistelli, Matteo Bonato, R. Banerji, Ted Kisner, Jean-Baptiste Melin, Christophe Ringeval, Christopher G. R. Wallis, Benjamin D. Wandelt, Julian Borrill, Massimiliano Lattanzi, Aurelien Bideaud, Sebastien Clesse, Tiziana Trombetti, Martin Crook, Will Handley, P. de Bernardis, Ruth Durrer, Francois Boulanger, Matthieu Roman, C. Y. Tan, Sébastien Triqueneaux, Silvia Galli, G. Signorelli, A. Tartari, Gianmassimo Tasinato, S. Basak, Nicola Vittorio, D. Tramonte, V. Lindholm, Julien Lesgourgues, J. F. Macías-Pérez, E. Di Valentino, Francesco Forastieri, G. de Gasperis, Thomas Kitching, Vincent Desjacques, François R. Bouchet, Zhen-Yi Cai, Sergio Colafrancesco, Richard A. Battye, Alessandro Monfardini, F.-X. Désert, Alessandro Paiella, Jesús Torrado, Michele Liguori, Anthony Challinor, Carlo Burigana, G. Castellano, Agnieszka Pollo, Daniel Baumann, L. Pagano, Boudewijn F. Roukema, Mathieu Remazeilles, Sophie Henrot-Versille, M. Tomasi, Enrique Martinez-Gonzalez, Giampaolo Pisano, M. Kunz, Joseph J. Mohr, Ricardo Genova-Santos, P. Vielva, Mattia Negrello, Marcella Massardi, Carlo Baccigalupi, Guilaine Lagache, Marco Bersanelli, Anthony Lasenby, S. Hagstotz, Domingos Barbosa, E. Keihänen, D. Prêle, Vivian Poulin, Mario Zannoni, Alain Benoit, Ana Achúcarro, D. T. Hoang, I. Colantoni, U. Fuskeland, D. Contreras, Giovanni Cabass, Jochem J. A. Baselmans, Johannes Goupy, Jochen Weller, I. Charles, Sebastian Grandis, Giuseppe D'Alessandro, M. Ashdown, A. Bonaldi, Frederico Arroja, Guido D'Amico, Gemma Luzzi, M. A. de Avillez, Martino Calvo, Silvia Masi, Daniela Paoletti, Alessandro Coppolecchia, Andrea Caputo, L. Polastri, Alessandro Melchiorri, Jon Urrestilla, Licia Verde, Mario Ballardini, Luisa Toffolatti, Jacques Delabrouille, Alessio Notari, Maciej Bilicki, Fabio Finelli, L. A. Montier, James G. Bartlett, Guillaume Patanchon, Carlos Hernández-Monteagudo, Miguel Quartin, Cora Dvorkin, Simon Doyle, H. K. Eriksen, C. Hervias-Caimapo, R. van de Weygaert, Clive Dickinson, Peter A. R. Ade, Matthew Hills, Luca Lamagna, B. Van Tent, A. J. Banday, Thejs Brinckmann, F. J. Casas, Martin Bucher, Shaul Hanany, Jussi Valiviita, J. González-Nuevo, Diederik Roest, String Theory (ITFA, IoP, FNWI), Universitat de Barcelona, AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Néel (NEEL), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Lagrange de Paris, Sorbonne Universités, Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Physique des Particules (ex SPP) (DPP), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique (LAPTH), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Théorique d'Orsay [Orsay] (LPT), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CORE, Department of Physics, Helsinki Institute of Physics, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Cryogénie (NEEL - Cryo), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire des Cryoréfrigérateurs et Cryogénie Spatiale (LCCS), Service des Basses Températures (SBT ), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Grenoble Alpes (UGA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Sorbonne Université (SU), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Delabrouille, J, de Bernardis, P, Bouchet, F, Achúcarro, A, Ade, P, Allison, R, Arroja, F, Artal, E, Ashdown, M, Baccigalupi, C, Ballardini, M, Banday, A, Banerji, R, Barbosa, D, Bartlett, J, Bartolo, N, Basak, S, Baselmans, J, Basu, K, Battistelli, E, Battye, R, Baumann, D, Benoít, A, Bersanelli, M, Bideaud, A, Biesiada, M, Bilicki, M, Bonaldi, A, Bonato, M, Borrill, J, Boulanger, F, Brinckmann, T, Brown, M, Bucher, M, Burigana, C, Buzzelli, A, Cabass, G, Cai, Z, Calvo, M, Caputo, A, Carvalho, C, Casas, F, Castellano, G, Catalano, A, Challinor, A, Charles, I, Chluba, J, Clements, D, Clesse, S, Colafrancesco, S, Colantoni, I, Contreras, D, Coppolecchia, A, Crook, M, D'Alessandro, G, D'Amico, G, da Silva, A, de Avillez, M, de Gasperis, G, De Petris, M, de Zotti, G, Danese, L, Désert, F, Desjacques, V, Valentino, E, Dickinson, C, Diego, J, Doyle, S, Durrer, R, Dvorkin, C, Eriksen, H, Errard, J, Feeney, S, Fernández-Cobos, R, Finelli, F, Forastieri, F, Franceschet, C, Fuskeland, U, Galli, S, Génova-Santos, R, Gerbino, M, Giusarma, E, Gomez, A, González-Nuevo, J, Grandis, S, Greenslade, J, Goupy, J, Hagstotz, S, Hanany, S, Handley, W, Henrot-Versillé, S, Hernández-Monteagudo, C, Hervias-Caimapo, C, Hills, M, Hindmarsh, M, Hivon, E, Hoang, D, Hooper, D, Hu, B, Keihänen, E, Keskitalo, R, Kiiveri, K, Kisner, T, Kitching, T, Kunz, M, Kurki-Suonio, H, Lagache, G, Lamagna, L, Lapi, A, Lasenby, A, Lattanzi, M, Brun, A, Lesgourgues, J, Liguori, M, Lindholm, V, Lizarraga, J, Luzzi, G, Macìas-Pérez, J, Maffei, B, Mandolesi, N, Martin, S, Martinez-Gonzalez, E, Martins, C, Masi, S, Massardi, M, Matarrese, S, Mazzotta, P, Mccarthy, D, Melchiorri, A, Melin, J, Mennella, A, Mohr, J, Molinari, D, Monfardini, A, Montier, L, Natoli, P, Negrello, M, Notari, A, Noviello, F, Oppizzi, F, O'Sullivan, C, Pagano, L, Paiella, A, Pajer, E, Paoletti, D, Paradiso, S, Partridge, R, Patanchon, G, Patil, S, Perdereau, O, Piacentini, F, Piat, M, Pisano, G, Polastri, L, Polenta, G, Pollo, A, Ponthieu, N, Poulin, V, Prêle, D, Quartin, M, Ravenni, A, Remazeilles, M, Renzi, A, Ringeval, C, Roest, D, Roman, M, Roukema, B, Rubiño-Martin, J, Salvati, L, Scott, D, Serjeant, S, Signorelli, G, Starobinsky, A, Sunyaev, R, Tan, C, Tartari, A, Tasinato, G, Toffolatti, L, Tomasi, M, Torrado, J, Tramonte, D, Trappe, N, Triqueneaux, S, Tristram, M, Trombetti, T, Tucci, M, Tucker, C, Urrestilla, J, Väliviita, J, de Weygaert, R, Tent, B, Vennin, V, Verde, L, Vermeulen, G, Vielva, P, Vittorio, N, Voisin, F, Wallis, C, Wandelt, B, Wehus, I, Weller, J, Young, K, and Zannoni, M
Subjects: CMBR experiments, CMBR polarisation, gravitational lensing, physics of the early universe, POLARIZATION, Computer science, Cosmic microwave background, cosmic background radiation: polarization, CMB, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Cosmology, Physics, Particles & Fields, cosmic flows, CMBR polarization, astronomy and astrophysics, Cosmic physics, CMBR experiments – CMBR theory – reionization – high redshift galaxies, 010303 astronomy & astrophysics, QC, QB, COSMIC cancer database, Physics, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, Nuclear & Particles Physics, cryogenics, Physical Sciences, Physics::Space Physics, Systems engineering, astro-ph.CO, proposed experiment, Astrophysics::Earth and Planetary Astrophysics, CMBR experiment, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, performance, Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics, Astrophysics and Astronomy, Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), CMBR experiments, CMBR polarisation, gravitational lensing, physics of the early universe, satellite, FOS: Physical sciences, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, Astronomy & Astrophysics, NO, HALF-WAVE PLATE, 0202 Atomic, Molecular, Nuclear, Particle And Plasma Physics, Mission design, Settore FIS/05 - Astronomia e Astrofisica, 0103 physical sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), detector: design, activity report, Science & Technology, Cosmologia, 010308 nuclear & particles physics, astro-ph.IM, 115 Astronomy, Space science, sensitivity, Complementarity (physics), 0201 Astronomical And Space Sciences, angular resolution, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Física còsmica
Abstract: The CORE collaboration thanks CNES, Thales Alenia Space, and Air Liquide Advanced Technologies for advice and technical support during the preparation of the CORE proposal. We also thank the ESA CDF team for the CMB Polarisation CDF study performed in March 2016, the results of which were extensively used to define the mission concept presented in this paper. J.G.N. acknowledges financial support from the Spanish MINECO for a Ramon y Cajal fellowship (RYC-2013-13256) and the I+D 2015 project AYA2015-65887-P (MINECO/FEDER). CJM is supported by an FCT Research Professorship, contract reference IF/00064/2012, funded by FCT/MCTES (Portugal) and POPH/FSE. F.J.C., R.F.-C., E.M.-G. and P.V. acknowledge support from the Spanish Ministerio de Econom´ıa y Competitividad project ESP2015-70646-C2-1-R (cofinanced with EU FEDER funds), ConsoliderIngenio 2010 project CSD2010-00064 and from the CSIC “Proyecto Intramural Especial” project 201550E091. FA is supported by the National Taiwan University (NTU) under Project No. 103R4000 and by the NTU Leung Center for Cosmology and Particle Astrophysics (LeCosPA) under Project No. FI121. BFR acknowledges support from the National Science Centre, Poland, under grant 2014/13/B/ST9/00845., Macìas-Pérez, J.F., Delabrouille, J., De Bernardis, P., Bouchet, F.R., Achúcarro, A., Ade, P.A.R., Allison, R., Arroja, F., Artal, E., Ashdown, M., Baccigalupi, C., Ballardini, M., Banday, A.J., Banerji, R., Barbosa, D., Bartlett, J., Bartolo, N., Basak, S., Baselmans, J.J.A., Basu, K., Battistelli, E.S., Battye, R., Baumann, D., Benoít, A., Bersanelli, M., Bideaud, A., Biesiada, M., Bilicki, M., Bonaldi, A., Bonato, M., Borrill, J., Boulanger, F., Brinckmann, T., Brown, M.L., Bucher, M., Burigana, C., Buzzelli, A., Cabass, G., Cai, Z.-Y., Calvo, M., Caputo, A., Carvalho, C.-S., Casas, F.J., Castellano, G., Catalano, A., Challinor, A., Charles, I., Chluba, J., Clements, D.L., Clesse, S., Colafrancesco, S., Colantoni, I., Contreras, D., Coppolecchia, A., Crook, M., D'Alessandro, G., D'Amico, G., Silva, A.D., De Avillez, M., De Gasperis, G., Petris, M.D., De Zotti, G., Danese, L., Désert, F.-X., Desjacques, V., Valentino, E.D., Dickinson, C., Diego, J.M., Doyle, S., Durrer, R., Dvorkin, C., Eriksen, H.K., Errard, J., Feeney, S., Fernández-Cobos, R., Finelli, F., Forastieri, F., Franceschet, C., Fuskeland, U., Galli, S., Génova-Santos, R.T., Gerbino, M., Giusarma, E., Gomez, A., González-Nuevo, J., Grandis, S., Greenslade, J., Goupy, J., Hagstotz, S., Hanany, S., Handley, W., Henrot-Versillé, S., Hernández-Monteagudo, C., Hervias-Caimapo, C., Hills, M., Hindmarsh, M., Hivon, E., Hoang, D.T., Hooper, D.C., Hu, B., Keihänen, E., Keskitalo, R., Kiiveri, K., Kisner, T., Kitching, T., Kunz, M., Kurki-Suonio, H., Lagache, G., Lamagna, L., Lapi, A., Lasenby, A., Lattanzi, M., Brun, A.M.C.L., Lesgourgues, J., Liguori, M., Lindholm, V., Lizarraga, J., Luzzi, G., Macìas-Pérez, J.F., Maffei, B., Mandolesi, N., Martin, S., Martinez-Gonzalez, E., Martins, C.J.A.P., Masi, S., Massardi, M., Matarrese, S., Mazzotta, P., McCarthy, D., Melchiorri, A., Melin, J.-B., Mennella, A., Mohr, J., Molinari, D., Monfardini, A., Montier, L., Natoli, P., Negrello, M., Notari, A., Noviello, F., Oppizzi, F., O'Sullivan, C., Pagano, L., Paiella, A., Pajer, E., Paoletti, D., Paradiso, S., Partridge, R.B., Patanchon, G., Patil, S.P., Perdereau, O., Piacentini, F., Piat, M., Pisano, G., Polastri, L., Polenta, G., Pollo, A., Ponthieu, N., Poulin, V., Prêle, D., Quartin, M., Ravenni, A., Remazeilles, M., Renzi, A., Ringeval, C., Roest, D., Roman, M., Roukema, B.F., Rubiño-Martin, J.-A., Salvati, L., Scott, D., Serjeant, S., Signorelli, G., Starobinsky, A.A., Sunyaev, R., Tan, C.Y., Tartari, A., Tasinato, G., Toffolatti, L., Tomasi, M., Torrado, J., Tramonte, D., Trappe, N., Triqueneaux, S., Tristram, M., Trombetti, T., Tucci, M., Tucker, C., Urrestilla, J., Väliviita, J., De Weygaert, R.V., Tent, B.V., Vennin, V., Verde, L., Vermeulen, G., Vielva, P., Vittorio, N., Voisin, F., Wallis, C., Wandelt, B., Wehus, I.K., Weller, J., Young, K., Zannoni, M.
Published: 2018

24. First Sunyaev-Zel'dovich mapping with the NIKA2 camera: Implication of cluster substructures for the pressure profile and mass estimate

Author: H. Aussel, R. Adam, E. F. C. Driessen, A. Bideaud, V. Revéret, G. W. Pratt, Nicolas Ponthieu, G. Lagache, Manuel Calvo, Simon Doyle, M. De Petris, K. F. Schuster, J. Goupy, M. Arnaud, Alessandro Monfardini, J.-F. Lestrade, A. Catalano, Giampaolo Pisano, Pascale Andre, I. Bartalucci, Florian Ruppin, Philip Daniel Mauskopf, C. Romero, C. Kramer, Alain Benoit, R. Zylka, H. Roussel, F. Mayet, Albrecht Sievers, S. Leclercq, A. Beelen, B. Comis, E. Pointecouteau, Carole Tucker, Peter A. R. Ade, L. Perotto, A. Ritacco, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, F.-X. Désert, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie ( LPSC ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology ( Grenoble INP ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers ( IRFU ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay, Université Paris-Saclay, Laboratoire AIM, Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre d'Etudes de Saclay, Joseph Louis LAGRANGE ( LAGRANGE ), Université Nice Sophia Antipolis ( UNS ), Université Côte d'Azur ( UCA ) -Université Côte d'Azur ( UCA ) -Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur ( UCA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut d'astrophysique spatiale ( IAS ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut Néel ( NEEL ), Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble ( IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble ( OSUG ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de RadioAstronomie Millimétrique ( IRAM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica ( IRAM ), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille ( LAM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Aix Marseille Université ( AMU ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ), Institut de recherche en astrophysique et planétologie ( IRAP ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut d'Astrophysique de Paris ( IAP ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Néel (NEEL), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Cryogénie (NEEL - Cryo), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), galaxies: clusters: intracluster medium, Point source, [ PHYS.ASTR ] Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], FOS: Physical sciences, astronomy and astrophysics, Astrophysics, space and planetary science, 01 natural sciences, Cosmology, law.invention, law, instrumentation: high angular resolution, Intracluster medium, 0103 physical sciences, Cluster (physics), cosmology: observations, Instrumentation: high angular resolution, 010303 astronomy & astrophysics, Galaxy cluster, Physics, 010308 nuclear & particles physics, Redshift, Galaxy, Hydrostatic equilibrium, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract: The complete characterization of the pressure profile of high-redshift galaxy clusters, from their core to their outskirts, is a major issue for the study of the formation of large-scale structures. It is essential to constrain a potential redshift evolution of both the slope and scatter of the mass-observable scaling relations used in cosmology studies based on cluster statistics. In this paper, we present the first thermal Sunyaev–Zel’dovich (tSZ) mapping of a cluster from the sample of the New IRAM Kids Arrays (NIKA2) SZ large program that aims at constraining the redshift evolution of cluster pressure profiles and the tSZ-mass scaling relation. We observed the galaxy cluster PSZ2 G144.83+25.11 at redshiftz= 0.58 with the NIKA2 camera, a dual-band (150 and 260 GHz) instrument operated at the Institut de Radioastronomie Millimtrique (IRAM) 30-m telescope. We identify a thermal pressure excess in the south-west region of PSZ2 G144.83+25.11 and a high-redshift sub-millimeter point source that affect the intracluster medium (ICM) morphology of the cluster. The NIKA2 data are used jointly with tSZ data acquired by the Multiplexed SQUID/TES Array at Ninety Gigahertz (MUSTANG), Bolocam, andPlanckexperiments in order to non-parametrically set the best constraints on the electronic pressure distribution from the cluster core (R~ 0.02R500) to its outskirts (R~ 3R500). We investigate the impact of the over-pressure region on the shape of the pressure profile and on the constraints on the integrated Compton parameterY500. A hydrostatic mass analysis is also performed by combining the tSZ-constrained pressure profile with the deprojected electronic density profile fromXMM-Newton. This allows us to conclude that the estimates ofY500andM500obtained from the analysis with and without masking the disturbed ICM region differ by 65% and 79%, respectively. This work highlights that NIKA2 will have a crucial impact on the characterization of the scatter of theY500−M500scaling relation due to its high potential to constrain the thermodynamic and morphological properties of the ICM when used in synergy with X-ray observations of similar angular resolution. This study also presents the typical products that will be delivered to the community for all clusters included in the NIKA2 tSZ Large Program.
Published: 2018

25. Circuit quantum electrodynamics of granular aluminum resonators

Author: Nataliya Maleeva, Alessandro Monfardini, O. Dupré, Alexey V. Ustinov, Francesco Valenti, Mikhail V. Fistul, Martino Calvo, Lukas Grünhaupt, Hannes Rotzinger, Felix Friedrich, Patrick Winkel, Thierry Klein, F. Levy-Bertrand, Wolfgang Wernsdorfer, Ioan Pop, Magnétisme et Supraconductivité (MagSup ), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Cryogénie (Cryo), Circuits électroniques quantiques Alpes (QuantECA ), and Hélium : du fondamental aux applications (HELFA)
Subjects: Josephson effect, Technology, Materials science, Science, General Physics and Astronomy, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, Plasma oscillation, 01 natural sciences, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Kinetic inductance, Superconductivity (cond-mat.supr-con), Resonator, Circuit quantum electrodynamics, [PHYS.QPHY]Physics [physics]/Quantum Physics [quant-ph], Dispersion relation, Condensed Matter::Superconductivity, 0103 physical sciences, Thin film, lcsh:Science, 010306 general physics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Quantum Physics, Multidisciplinary, Condensed matter physics, Condensed Matter - Superconductivity, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 3. Good health, [PHYS.COND.CM-S]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Superconductivity [cond-mat.supr-con], lcsh:Q, 0210 nano-technology, Quantum Physics (quant-ph), ddc:600, Order of magnitude
Abstract: The introduction of crystalline defects or dopants can give rise to so-called "dirty superconductors", characterized by reduced coherence length and quasiparticle mean free path. In particular, granular superconductors such as Granular Aluminum (GrAl), consisting of remarkably uniform grains connected by Josephson contacts have attracted interest since the sixties thanks to their rich phase diagram and practical advantages, like increased critical temperature, critical field, and kinetic inductance. Here we report the measurement and modeling of circuit quantum electrodynamics properties of GrAl microwave resonators in a wide frequency range, up to the spectral superconducting gap. Interestingly, we observe self-Kerr coefficients ranging from $10^{-2}$ Hz to $10^5$ Hz, within an order of magnitude from analytic calculations based on GrAl microstructure. This amenable nonlinearity, combined with the relatively high quality factors in the $10^5$ range, open new avenues for applications in quantum information processing and kinetic inductance detectors., Comment: 7 pages, 4 figures, supplementary information
Published: 2018

26. A multi-instrument non-parametric reconstruction of the electron pressure profile in the galaxy cluster CLJ1226.9+3332

Author: A. Bideaud, J.-F. Lestrade, R. Adam, V. Revéret, A. Catalano, C. Romero, Albrecht Sievers, S. Triqueneaux, R. Zylka, Alexandre Beelen, S. Leclercq, Enzo Pascale, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, Philip Daniel Mauskopf, F.-X. Désert, Peter A. R. Ade, K. F. Schuster, Simon Doyle, Carole Tucker, F. Mayet, Alessandro Monfardini, C. Kramer, Florian Ruppin, Giampaolo Pisano, L. Perotto, A. Ritacco, Gregoire Coiffard, H. Roussel, Alain Benoit, Herve Aussel, M. McWilliam, Guilaine Lagache, Martino Calvo, Ph. André, Nicolas Ponthieu, B. Comis, M. De Petris, J. Goupy, N. Billot, Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Cryo), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Grenoble 1 (UJF), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Institut de RadioAstronomie Millimétrique ( IRAM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie ( LPSC ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology ( Grenoble INP ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Joseph Louis LAGRANGE ( LAGRANGE ), Université Nice Sophia Antipolis ( UNS ), Université Côte d'Azur ( UCA ) -Université Côte d'Azur ( UCA ) -Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur ( UCA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire AIM, Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre d'Etudes de Saclay, Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers ( IRFU ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay, Institut d'astrophysique spatiale ( IAS ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut Néel ( NEEL ), Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Grenoble Alpes ( UGA ), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica ( IRAM ), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble ( IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble ( OSUG ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille ( LAM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Aix Marseille Université ( AMU ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique ( LERMA ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire de Paris-Université de Cergy Pontoise ( UCP ), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Subjects: Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), Thermodynamic state, [ PHYS.ASTR ] Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], FOS: Physical sciences, Field of view, Context (language use), Astrophysics, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, 01 natural sciences, symbols.namesake, 0103 physical sciences, Cluster (physics), Planck, 010303 astronomy & astrophysics, Galaxy cluster, Physics, 010308 nuclear & particles physics, Astronomy and Astrophysics, Redshift, Galaxy, Space and Planetary Science, Galaxies: clusters: individual: CLJ 1226.9+3332, symbols, galaxies: clusters: individual: CLJ 1226.9+3332, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract: Context: In the past decade, sensitive, resolved Sunyaev-Zel'dovich (SZ) studies of galaxy clusters have become common. Whereas many previous SZ studies have parameterized the pressure profiles of galaxy clusters, non-parametric reconstructions will provide insights into the thermodynamic state of the intracluster medium (ICM). Aims: We seek to recover the non-parametric pressure profiles of the high redshift ($z=0.89$) galaxy cluster CLJ 1226.9+3332 as inferred from SZ data from the MUSTANG, NIKA, Bolocam, and Planck instruments, which all probe different angular scales. Methods: Our non-parametric algorithm makes use of logarithmic interpolation, which under the assumption of ellipsoidal symmetry is analytically integrable. For MUSTANG, NIKA, and Bolocam we derive a non-parametric pressure profile independently and find good agreement among the instruments. In particular, we find that the non-parametric profiles are consistent with a fitted gNFW profile. Given the ability of Planck to constrain the total signal, we include a prior on the integrated Compton Y parameter as determined by Planck. Results: For a given instrument, constraints on the pressure profile diminish rapidly beyond the field of view. The overlap in spatial scales probed by these four datasets is therefore critical in checking for consistency between instruments. By using multiple instruments, our analysis of CLJ 1226.9+3332 covers a large radial range, from the central regions to the cluster outskirts: $0.05 R_{500} < r < 1.1 R_{500}$. This is a wider range of spatial scales than is typical recovered by SZ instruments. Similar analyses will be possible with the new generation of SZ instruments such as NIKA2 and MUSTANG2., 11 pages, 6 figures, submitted to A&A
Published: 2018

27. NIKA 150 GHz polarization observations of the Crab nebula and its spectral energy distribution

Author: A. Bideaud, L. Rodriguez, K. F. Schuster, F. Pajot, R. Zylka, Albrecht Sievers, Enzo Pascale, Ph. André, S. Triqueneaux, S. Leclercq, Florian Ruppin, M. De Petris, B. Comis, V. Revéret, A. D'Addabbo, C. Kramer, Martino Calvo, Giorgio Siringo, J. Aumont, Guilaine Lagache, F. Mayet, Alessandro Monfardini, Simon Doyle, Gregoire Coiffard, Helmut Wiesemeyer, R. Adam, A. Catalano, M. Rebolo-Iglesias, J.-F. Lestrade, Peter A. R. Ade, C. Romero, Andrea Bracco, Alain Benoit, Giampaolo Pisano, J. Goupy, Carole Tucker, L. Perotto, Clemens Thum, A. Ritacco, F.-X. Désert, Alexandre Beelen, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, N. Billot, Anaëlle Maury, Philip Daniel Mauskopf, H. Roussel, Nicolas Ponthieu, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Néel (NEEL), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie ( LPSC ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology ( Grenoble INP ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica ( IRAM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble ( IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble ( OSUG ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Joseph Louis LAGRANGE ( LAGRANGE ), Université Nice Sophia Antipolis ( UNS ), Université Côte d'Azur ( UCA ) -Université Côte d'Azur ( UCA ) -Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur ( UCA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire AIM, Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre d'Etudes de Saclay, Institut de recherche en astrophysique et planétologie ( IRAP ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut d'astrophysique spatiale ( IAS ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut Néel ( NEEL ), Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de RadioAstronomie Millimétrique ( IRAM ), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille ( LAM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Aix Marseille Université ( AMU ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique ( LERMA ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire de Paris-Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut d'Astrophysique de Paris ( IAP ), and Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Subjects: Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), [ PHYS.ASTR ] Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena, FOS: Physical sciences, Synchrotron radiation, Astrophysics, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, 01 natural sciences, supernovae: general, instrumentation: high angular resolution, 0103 physical sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], 010306 general physics, Supernova remnant, Instrumentation: detectors, Instrumentation: high angular resolution, Methods: observational, Polarization, Supernovae: general, Astronomy and Astrophysics, Space and Planetary Science, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), 010303 astronomy & astrophysics, [ PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET ] Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], Astrophysics::Galaxy Astrophysics, Physics, Spectral index, polarization, Linear polarization, instrumentation: detectors, Cosmic distance ladder, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, Polarization (waves), Crab Nebula, Spectral energy distribution, methods: observational, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], addenda, errata, Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract: The Crab nebula is a supernova remnant exhibiting a highly polarized synchrotron radiation at radio and millimeter wavelengths. It is the brightest source in the microwave sky with an extension of 7 by 5 arcminutes and commonly used as a standard candle for any experiment which aims at measuring the polarization of the sky. Though its spectral energy distribution has been well characterized in total intensity, polarization data are still lacking at millimetre wavelengths. We report in this paper high resolution (18 arcsec FWHM) observations of the Crab nebula in total intensity and linear polarization at 150 GHz with the NIKA camera. NIKA, operated at the IRAM 30 m telescope from 2012 to 2015, is a camera made of Lumped Element Kinetic Inductance Detectors (LEKIDs) observing the sky at 150 and 260 GHz. From these observations we are able to reconstruct the spatial distribution of the polarization degree and angle of the Crab nebula, which is found to be compatible with previous observations at lower and higher frequencies. Averaging across the source and using other existing data sets we find that the Crab nebula polarization angle is consistent with being constant over a wide range of frequencies with a value of -87.7$^\circ$ +- 0.3 in Galactic coordinates. We also present the first estimation of the Crab nebula spectral energy distribution polarized flux in a wide frequency range: 30-353 GHz. Assuming a single power law emission model we find that the polarization spectral index $\beta_{pol}$ = - 0.347 +- 0.026 is compatible with the intensity spectral index $\beta$ = - 0.323 +- 0.001., Comment: 9 pages, 8 figures, in press, Astronomy and Astrophysics (A&A), 2018
Published: 2018

28. A NIKA view of two star-forming infrared dark clouds: Dust emissivity variations and mass concentration

Author: S. Leclercq, F. Mayet, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, Nicolas Ponthieu, Nicolas Peretto, S. Triqueneaux, Martino Calvo, Alain Benoit, Ph. André, E. F. C. Driessen, J.-F. Lestrade, A. Beelen, F.-X. Désert, Albrecht Sievers, V. Revéret, M. De Petris, Andrew Rigby, B. Comis, K. F. Schuster, C. Romero, H. Aussel, Christopher J. R. Clark, Philip Daniel Mauskopf, Florian Ruppin, R. Zylka, R. Adam, H. Roussel, G. Lagache, J. Goupy, Enzo Pascale, Alessandro Monfardini, C. Kramer, A. Bideaud, Giampaolo Pisano, A. Catalano, Simon Doyle, Andrea Bracco, Carole Tucker, A. Ritacco, Peter A. R. Ade, L. Perotto, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Cryogénie (NEEL - Cryo), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie ( LPSC ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology ( Grenoble INP ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Joseph Louis LAGRANGE ( LAGRANGE ), Université Nice Sophia Antipolis ( UNS ), Université Côte d'Azur ( UCA ) -Université Côte d'Azur ( UCA ) -Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur ( UCA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire AIM, Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre d'Etudes de Saclay, Institut d'astrophysique spatiale ( IAS ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut Néel ( NEEL ), Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble ( IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble ( OSUG ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de RadioAstronomie Millimétrique ( IRAM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica ( IRAM ), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille ( LAM ), Aix Marseille Université ( AMU ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique ( LERMA ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire de Paris-Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut d'Astrophysique de Paris ( IAP ), and Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Subjects: H II region, Infrared, [ PHYS.ASTR ] Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], ISM: structure, Extinction (astronomy), Interstellar cloud, FOS: Physical sciences, dust extinction, ISM: clouds, stars: formation, submillimeter: ISM, astronomy and astrophysics, space and planetary science, Context (language use), Astrophysics, 01 natural sciences, 0103 physical sciences, Mass concentration (chemistry), 010303 astronomy & astrophysics, Physics, 010308 nuclear & particles physics, Star formation, extinction, Astronomy and Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Interstellar medium, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA), dust, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]
Abstract: The thermal emission of dust grains is a powerful tool for probing cold, dense regions of molecular gas in the ISM, and so constraining dust properties is key to obtaining accurate measurements of dust mass and temperature. By placing constraints on the dust emissivity spectral index, beta, towards two star-forming infrared dark clouds, SDC18.888 and SDC24.489, we evaluate the role of mass concentration in the associated star-formation activity. We exploit the simultaneous 1.2mm and 2.0mm imaging capability of NIKA on the IRAM 30m telescope to construct maps of beta for both clouds, and by incorporating Herschel observations, we create H2 column density maps with 13" resolution. While we find no significant systematic radial variations around the most massive clumps in either cloud on >0.1 pc scales, their mean beta values are significantly different, with beta = 2.07 +/- 0.09 (rand) +/- 0.25 (syst) for SDC18.888 and beta = 1.71 +/- 0.09 (rand) +/- 0.25 (syst) for SDC24.489. These differences could be a consequence of the very different environments in which both clouds lie, and we suggest that the proximity of SDC18.888 to the W39 HII region may raise beta on scales of 1 pc. We also find that the mass in SDC24.489 is more centrally concentrated and circularly symmetric than in SDC18.888, and is consistent with a scenario in which spherical globally-collapsing clouds concentrate a higher fraction of their mass into a single core than elongated clouds that will more easily fragment, distributing their mass into many cores. We demonstrate that beta variations towards interstellar clouds can be robustly constrained with high-SNR NIKA observations, providing more accurate estimates of their masses. The methods presented here will be applied to the Galactic Star Formation with NIKA2 (GASTON) large programme, extending our analysis to a statistically significant sample of star-forming clouds., abridged. 18 pages, 16 figures, 2 tables. Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics
Published: 2018

29. Substructure and merger detection in resolved NIKA Sunyaev-Zel’dovich images of distant clusters

Author: L. Rodriguez, K. F. Schuster, Alexandre Beelen, Nicolas Ponthieu, Florian Ruppin, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, I. Bartalucci, B. Comis, Etienne Pointecouteau, Albrecht Sievers, G. Martinez Aviles, Alessandro Monfardini, Phil Mauskopf, Oliver Hahn, M. Arnaud, G. W. Pratt, C. Kramer, M. Ricci, Giampaolo Pisano, Simon Doyle, J.-F. Lestrade, Hao-Yi Wu, Gregoire Coiffard, F.-X. Désert, S. Leclercq, N. Billot, F. Pajot, Ph. André, V. Revéret, Chiara Ferrari, A. Ritacco, F. Mayet, H. Roussel, R. Zylka, J. Goupy, S. Maurogordato, Guilaine Lagache, Enzo Pascale, Alain Benoit, Carole Tucker, A. Bideaud, Davide Martizzi, Peter A. R. Ade, R. Adam, A. Catalano, Martino Calvo, L. Perotto, S. Triqueneaux, A. D'Addabbo, C. Romero, Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cryogénie (NEEL - Cryo), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA), Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA), University of Cardiff, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Instituto de Radio Astronomía Milimétrica (IRAM), Dipartimento di Fisica, Sapienza Universita di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, 00185 Roma, Italy, Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, Dynamique des milieux interstellaires et plasmas stellaires, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères (LERMA (UMR_8112)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Department of Astronomy, University of California, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology (JPL), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Joseph Louis LAGRANGE ( LAGRANGE ), Université Nice Sophia Antipolis ( UNS ), Université Côte d'Azur ( UCA ) -Université Côte d'Azur ( UCA ) -Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur ( UCA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie ( LPSC ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology ( Grenoble INP ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Laboratoire AIM, Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre d'Etudes de Saclay, Institut d'astrophysique spatiale ( IAS ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut Néel ( NEEL ), Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica ( IRAM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de RadioAstronomie Millimétrique ( IRAM ), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble ( IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble ( OSUG ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille ( LAM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Aix Marseille Université ( AMU ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ), Institut de recherche en astrophysique et planétologie ( IRAP ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut d'Astrophysique de Paris ( IAP ), and Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Subjects: Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), galaxies: clusters: intracluster medium, [ PHYS.ASTR ] Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], FOS: Physical sciences, techniques: image processing, Astrophysics, Classification of discontinuities, 01 natural sciences, Intracluster medium, 0103 physical sciences, Cluster (physics), Angular resolution, 10. No inequality, 010306 general physics, 010303 astronomy & astrophysics, QC, Pressure gradient, Galaxy cluster, QB, Physics, techniques high angular resolution, [SDU.ASTR]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph], galaxies clusters intracluster medium, techniques: high angular resolution, Astronomy and Astrophysics, Redshift, Space and Planetary Science, Substructure, large-scale structure of Universe, large-scale structure of universe, astronomy and astrophysics, space and planetary science, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract: Sub-structures in the hot gas of galaxy clusters are related to their formation history and to the astrophysical processes at play in the intracluster medium (ICM). The thermal Sunyaev-Zel'dovich (tSZ) effect is directly sensitive to the line-of-sight integrated ICM pressure, and is thus particularly adapted to study ICM sub-structures. We apply structure-enhancement filtering algorithms to high resolution tSZ observations of distant clusters, in order to search for pressure discontinuities, compressions, as well as secondary peaks in the ICM. The same filters are applied to synthetic tSZ images extracted from RHAPSODY-G hydrodynamic simulations, in order to better interpret the extracted features. We also study the noise propagation trough the filters and quantify the impact of systematic effects, point source residuals being identified as the dominant potential contaminant. In 3 of our 6 NIKA clusters we identify features at high S/N that show clear evidence for merger events. In MACSJ0717 (z=0.55), three strong pressure gradients are observed on the E, SE and W sectors, and two main peaks in the pressure distribution are identified. We observe a lack of tSZ compact structure in the cool-core cluster PSZ1G045.85 (z=0.61), and a tSZ gradient ridge dominates in the SE. In the highest z cluster, CLJ1227 (z=0.89), we detect a ~45" (360 kpc) long ridge pressure gradient associated with a secondary pressure peak in the W region. Our results show that current tSZ facilities have now reached the angular resolution and sensitivity to allow an exploration of the details of pressure sub-structures in clusters, even at high z. This opens the possibility to quantify the impact of the dynamical state on the relation between the tSZ signal and the mass of clusters, which is important when using tSZ clusters to test cosmological models. This work also marks the first NIKA cluster sample data release., Comment: Accepted in A&A
Published: 2018

30. Exploring Cosmic Origins with CORE: Cluster Science

Author: Alessandro Monfardini, Karl Young, Mario Ballardini, E. Di Valentino, Massimiliano Lattanzi, Sebastien Clesse, Mathieu Remazeilles, Giampaolo Pisano, Michele Liguori, Alessandro Buzzelli, Tiziana Trombetti, Joseph J. Mohr, Ricardo Genova-Santos, François R. Bouchet, Jose M. Diego, Zhen-Yi Cai, Carlo Burigana, J. Borrill, Jean-Baptiste Melin, Stephen M. Feeney, Josquin Errard, C. S. Carvalho, Ted Kisner, M. Kunz, Nicola Bartolo, Kaustuv Basu, Jose Alberto Rubino-Martin, Jens Chluba, S. Triqueneaux, C. J. A. P. Martins, G. de Gasperis, G. de Zotti, P. Vielva, Bruno Maffei, A. M. C. Le Brun, Neil Trappe, D. McCarthy, Enrique Martinez-Gonzalez, J. Greenslade, G. Polenta, Anthony Lasenby, Nicola Vittorio, V. Lindholm, Daniel Baumann, Carlos Hernández-Monteagudo, Vincent Vennin, M. López-Caniego, Diego Molinari, R. Allison, Alessandro Coppolecchia, Luca Lamagna, D. Tramonte, Simone Ferraro, A. Lewis, K. Kiiveri, L. Polastri, Alessandro Melchiorri, Carole Tucker, S. Hagstotz, R. Fernandez-Cobos, Silvia Galli, P. de Bernardis, Alessandro Paiella, A. Tartari, Daniela Paoletti, Francois Boulanger, Anthony Challinor, Jacques Delabrouille, Giuseppe D'Alessandro, Alessio Notari, M. Tomasi, Fabio Finelli, Marco Castellano, Martina Gerbino, Marco Bersanelli, James G. Bartlett, J. J. A. Baselmans, Francesco Forastieri, Richard A. Battye, Mario Zannoni, Paolo Natoli, M. Piat, M. Ashdown, Will Handley, A. Bonaldi, J. Valiviita, Martin Crook, Martino Calvo, Vivian Poulin, Ana Achúcarro, Peter A. R. Ade, Mattia Negrello, S. Colafrancesco, R. Banerji, Miguel Quartin, S. Basak, R. van de Weygaert, Sebastian Grandis, Matthew Hills, Martin Bucher, Guillaume Patanchon, M. Bonato, Hannu Kurki-Suonio, B. Van Tent, A. J. Banday, Thejs Brinckmann, Shaul Hanany, J. González-Nuevo, Eric Hivon, M. De Petris, A. Pollo, C. Hervias-Caimapo, Matthieu Roman, Julien Lesgourgues, Thomas Kitching, L. Salvati, J. F. Macías-Pérez, I. Colantoni, Jochen Weller, Gemma Luzzi, Silvia Masi, Département de Physique des Particules (ex SPP) (DPP), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut Lagrange de Paris, Sorbonne Université (SU), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique (LAPTH), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Laboratoire de Physique Théorique d'Orsay [Orsay] (LPT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), CORE, Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Sorbonne Universités, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universitat de Barcelona, Melin, J, Bonaldi, A, Remazeilles, M, Hagstotz, S, Diego, J, Hernández-Monteagudo, C, Génova-Santos, R, Luzzi, G, Martins, C, Grandis, S, Mohr, J, Bartlett, J, Delabrouille, J, Ferraro, S, Tramonte, D, Rubiño-Martín, J, Macìas-Pérez, J, Achúcarro, A, Ade, P, Allison, R, Ashdown, M, Ballardini, M, Banday, A, Banerji, R, Bartolo, N, Basak, S, Basu, K, Battye, R, Baumann, D, Bersanelli, M, Bonato, M, Borrill, J, Bouchet, F, Boulanger, F, Brinckmann, T, Bucher, M, Burigana, C, Buzzelli, A, Cai, Z, Calvo, M, Carvalho, C, Castellano, M, Challinor, A, Chluba, J, Clesse, S, Colafrancesco, S, Colantoni, I, Coppolecchia, A, Crook, M, D'Alessandro, G, de Bernardis, P, de Gasperis, G, Petris, M, Zotti, G, Valentino, E, Errard, J, Feeney, S, Fernández-Cobos, R, Finelli, F, Forastieri, F, Galli, S, Gerbino, M, González-Nuevo, J, Greenslade, J, Hanany, S, Handley, W, Hervias-Caimapo, C, Hills, M, Hivon, E, Kiiveri, K, Kisner, T, Kitching, T, Kunz, M, Kurki-Suonio, H, Lamagna, L, Lasenby, A, Lattanzi, M, Brun, A, Lesgourgues, J, Lewis, A, Liguori, M, Lindholm, V, Lopez-Caniego, M, Maffei, B, Martinez-Gonzalez, E, Masi, S, Mazzotta, P, Mccarthy, D, Melchiorri, A, Molinari, D, Monfardini, A, Natoli, P, Negrello, M, Notari, A, Paiella, A, Paoletti, D, Patanchon, G, Piat, M, Pisano, G, Polastri, L, Polenta, G, Pollo, A, Poulin, V, Quartin, M, Roman, M, Salvati, L, Tartari, A, Tomasi, M, Trappe, N, Triqueneaux, S, Trombetti, T, Tucker, C, Väliviita, J, de Weygaert, R, Tent, B, Vennin, V, Vielva, P, Vittorio, N, Weller, J, Young, K, Zannoni, M, Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département de Physique des Particules (ex SPP) (DPhP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Cryogénie (NEEL - Cryo), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astronomy, String Theory (ITFA, IoP, FNWI), Helsinki Institute of Physics, and Department of Physics
Subjects: cluster count, Cosmic microwave background, MICROWAVE BACKGROUND COMPTONIZATION, Astrophysics, 01 natural sciences, HOT GAS, law.invention, law, cluster counts, CMBR experiments, galaxy clusters, Sunyaev-Zeldovich effect, CMBR experiments, Sunyaev-Zeldovich effect, cluster counts, galaxy clusters, WEAK-LENSING MASSES, MASSIVE GALAXY CLUSTERS, 010303 astronomy & astrophysics, TEMPERATURE, QC, QB, Physics, Clusters of galaxies, Settore FIS/05, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, Cosmology, symbols, astro-ph.CO, Halo, CMBR experiment, Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics, galaxy cluster, Cúmuls de galàxies, Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), COSMOLOGICAL PARAMETERS, FOS: Physical sciences, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, NO, Primary mirror, Telescope, SUNYAEV-ZELDOVICH MAPS, symbols.namesake, FIS/05 - ASTRONOMIA E ASTROFISICA, 0103 physical sciences, Cluster (physics), Planck, Galaxy cluster, Astrophysics::Galaxy Astrophysics, Cosmologia, RELATIVISTIC CORRECTIONS, 010308 nuclear & particles physics, Astronomy and Astrophysics, 115 Astronomy, Space science, Redshift, EVOLUTION, RADIATION, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]
Abstract: We thank the anonymous referee for useful comments, which helped to clarify the paper. Some of the results in this paper have been derived using the HEALPix package. Parts of the cosmological analysis was made using Cosmo MC, CLASS and MontePython. C.H.-M. acknowledges financial support of the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness via I+D project AYA-2015-66211-C2-2-P. CJM is supported by an FCT Research Professorship, contract reference IF/00064/2012, funded by FCT/MCTES (Portugal) and POPH/FSE. J.G.N. acknowledges financial support from the Spanish MINECO for a ‘Ramon y Cajal’ fellowship (RYC-2013-13256) and the I+D 2015 project AYA2015-65887-P (MINECO/FEDER)., Melin, J.-B., Bonaldi, A., Remazeilles, M., Hagstotz, S., Diego, J.M., Hernández-Monteagudo, C., Génova-Santos, R.T., Luzzi, G., Martins, C.J.A.P., Grandis, S., Mohr, J.J., Bartlett, J.G., Delabrouille, J., Ferraro, S., Tramonte, D., Rubiño-Martín, J.A., Macìas-Pérez, J.F., Achúcarro, A., Ade, P., Allison, R., Ashdown, M., Ballardini, M., Banday, A.J., Banerji, R., Bartolo, N., Basak, S., Basu, K., Battye, R.A., Baumann, D., Bersanelli, M., Bonato, M., Borrill, J., Bouchet, F., Boulanger, F., Brinckmann, T., Bucher, M., Burigana, C., Buzzelli, A., Cai, Z.-Y., Calvo, M., Carvalho, C.S., Castellano, M.G., Challinor, A., Chluba, J., Clesse, S., Colafrancesco, S., Colantoni, I., Coppolecchia, A., Crook, M., D'Alessandro, G., De Bernardis, P., De Gasperis, G., Petris, M.D., Zotti, G.D., Valentino, E.D., Errard, J., Feeney, S.M., Fernández-Cobos, R., Finelli, F., Forastieri, F., Galli, S., Gerbino, M., González-Nuevo, J., Greenslade, J., Hanany, S., Handley, W., Hervias-Caimapo, C., Hills, M., Hivon, E., Kiiveri, K., Kisner, T., Kitching, T., Kunz, M., Kurki-Suonio, H., Lamagna, L., Lasenby, A., Lattanzi, M., Brun, A.M.C.L., Lesgourgues, J., Lewis, A., Liguori, M., Lindholm, V., Lopez-Caniego, M., Maffei, B., Martinez-Gonzalez, E., Masi, S., Mazzotta, P., McCarthy, D., Melchiorri, A., Molinari, D., Monfardini, A., Natoli, P., Negrello, M., Notari, A., Paiella, A., Paoletti, D., Patanchon, G., Piat, M., Pisano, G., Polastri, L., Polenta, G., Pollo, A., Poulin, V., Quartin, M., Roman, M., Salvati, L., Tartari, A., Tomasi, M., Trappe, N., Triqueneaux, S., Trombetti, T., Tucker, C., Väliviita, J., De Weygaert, R.V., Tent, B.V., Vennin, V., Vielva, P., Vittorio, N., Weller, J., Young, K., Zannoni, M.
Published: 2018

31. Prototype high angular resolution LEKIDs for NIKA2

Author: Alessandro Monfardini, Shibo Shu, Martino Calvo, Samuel Leclercq, E. F. C. Driessen, Johannes Goupy, Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cryogénie (Cryo), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), and Hélium : du fondamental aux applications (HELFA)
Subjects: Physics, Pixel, business.industry, Kinetic inductance detectors, Resolution (electron density), ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, FOS: Physical sciences, Condensed Matter Physics, Inductor, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, [SDU.ASTR.IM]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM], Full width at half maximum, Optics, 0103 physical sciences, General Materials Science, Angular resolution, Current (fluid), 010306 general physics, business, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS
Abstract: The current resolution of the NIKA2 260 GHz arrays is limited by the $1.6\times 1.5 mm^2$ inductor size on the individual pixels. In view of future updates of the instrument, we have developed a prototype array with smaller pixels that is experimentally compared to the current pixel design. We find an in-lab improvement increase of the angular resolution of 8%, promising an on-sky FWHM resolution of 10.2" using this new pixel design., 6 pages, 4 figures, submitted to Journal of Low Temperature Detector
Published: 2017

32. Microfabrication Developments for Future Instruments Using KID Detectors

Author: Alicia Gomez, J. Goupy, Alessandro Monfardini, F. Levy-Bertrand, A. Bideaud, A. Catalano, Martino Calvo, K. F. Schuster, E. F. C. Driessen, Alain Benoit, S. Leclercq, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Cryogénie (Cryo), Centro de Astrobiologia [Madrid] (CAB), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)-Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), Magnétisme et Supraconductivité (MagSup ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Engineering, business.industry, Kinetic inductance detectors, Detector, New materials, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Engineering physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, law.invention, Telescope, law, 0103 physical sciences, General Materials Science, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], 010306 general physics, business, 010303 astronomy & astrophysics, Microfabrication
Abstract: International audience; The NIKA2 instrument, operating at the IRAM 30-m telescope, demonstrates that the aluminum LEKID technology is a state-of-the-art solution for detectors dedicated to millimeter-wave astronomy. Following this path, several instrumental projects envisage today the use of LEKID technology. To cover the full 60–600 GHz band, relevant for CMB-oriented experiments, we are exploring new materials and solutions and we present our latest results. We present a new technology from NIKA2 developments to address the band 450–650 GHz. And we expose our first developments of the trilayer Al/Ti/Al technology following our work for low frequencies (60–80 GHz).
Published: 2017

33. Polarization Filter for Microstrip Lumped-Element Kinetic Inductance Detectors

Author: Alain Benoit, F. Levy-Bertrand, J. Goupy, Alicia Gomez, A. Tartari, Martino Calvo, Alessandro Monfardini, A. Bideaud, A. Catalano, Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Physics, business.industry, Polarizing filter, Polarizer, Condensed Matter Physics, Inductor, Parallel, Polarization (waves), 7. Clean energy, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Microstrip, law.invention, Optics, law, 0103 physical sciences, General Materials Science, 010306 general physics, business, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], 010303 astronomy & astrophysics, Microwave, Ground plane
Abstract: International audience; Polarization sensitivity is a major requirement in future cosmic microwave background studies. Even though lumped-element kinetic inductance detectors (LEKIDs) have already demonstrated a good performance in the millimeter range, the typical configuration based on linear meander inductors exhibits a cross polarization up to 30%. In this work, we propose a new configuration of LEKIDs coupled to a microstrip transmission line where the continuous ground plane has been replaced with parallel lines in order to be used as a polarizing grid. Microwave simulations and preliminary experiments show that the polarizer acts as an effective ground plane with no influence in the electromagnetic performance and that the cross polarization can be decreased to 3%.
Published: 2017

34. Superconducting millimetre-wave cameras

Author: Alessandro Monfardini, Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut Néel (NEEL), and Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Subjects: Physics, Pixel, business.industry, media_common.quotation_subject, Detector, General Engineering, Electrical engineering, Energy Engineering and Power Technology, 01 natural sciences, Kinetic inductance, law.invention, [SDU.ASTR.IM]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM], Telescope, Optics, Sky, law, Simplicity (photography), 0103 physical sciences, Millimeter, 010306 general physics, business, Focus (optics), 010303 astronomy & astrophysics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, media_common
Abstract: I present a review of the developments in kinetic inductance detectors (KID) for mm-wave and THz imaging-polarimetry in the framework of the Grenoble collaboration. The main application that we have targeted so far is large field-of-view astronomy. I focus in particular on our own experiment: NIKA2 (Neel IRAM KID Arrays). NIKA2 is today the largest millimetre camera available to the astronomical community for general purpose observations. It consists of a dual-band, dual-polarisation, multi-thousands pixels system installed at the IRAM 30-m telescope at Pico Veleta (Spain). I start with a general introduction covering the underlying physics and the KID working principle. Then I describe briefly the instrument and the detectors, to conclude with examples of pictures taken on the Sky by NIKA2 and its predecessor, NIKA. Thanks to these results, together with the relative simplicity and low cost of the KID fabrication, industrial applications requiring passive millimetre-THz imaging have now become possible.
Published: 2017

35. Tunable sub-gap radiation detection with superconducting resonators

Author: Benjamin Sacépé, Thierry Klein, Christophe Hoarau, J. Goupy, Alain Benoit, F. Levy-Bertrand, K. Le Calvez, A. Catalano, Alessandro Monfardini, Martino Calvo, O. Dupré, Magnétisme et Supraconductivité (MagSup ), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Cryogénie (Cryo), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Electronique (ElecLab), and Nano-Electronique Quantique et Spectroscopie (QuNES)
Subjects: [PHYS.ASTR.IM]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM], FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, Applied Physics (physics.app-ph), 01 natural sciences, Particle detector, Kinetic inductance, Superconductivity (cond-mat.supr-con), Resonator, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, Electrical and Electronic Engineering, 010306 general physics, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), Physics, Superconductivity, Condensed Matter - Superconductivity, Metals and Alloys, Resonance, Physics - Applied Physics, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Coupling (probability), Ceramics and Composites, Atomic physics, Cooper pair, 0210 nano-technology, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, Excitation
Abstract: We have fabricated planar amorphous Indium Oxide superconducting resonators ($T_c\sim2.8$ K) that are sensitive to frequency-selective radiation in the range of 7 to 10 GHz. Those values lay far below twice the superconducting gap that worths about 200 GHz. The photons detection consists in a shift of the fundamental resonance frequency. We show that the detected frequency can be adjusted by modulating the total length of the superconducting resonator. We attribute those observations to the excitation of higher-order resonance modes. The coupling between the fundamental lumped and the higher order distributed resonance is due to the kinetic inductance non-linearity with current. These devices, that we have called Sub-gap Kinetic Inductance Detectors (SKIDs), are to be distinguished from the standard Kinetic Inductance Detectors (KIDs) in which quasi-particles are generated when incident light breaks down Cooper pairs., article: 6 pages, 4 figures supplementary: 1 page, 2 figures
Published: 2017

36. Non-parametric deprojection of NIKA SZ observations: pressure distribution in the Planck-discovered cluster PSZ1 G045.85+57.71

Author: Martino Calvo, Carsten Kramer, Pascal André, F. Mayet, Samuel Leclercq, F. Pajot, Alexandre Beelen, O. Bourrion, G. W. Pratt, Charles Romero, A. Sievers, L. Perotto, J. F. Macías-Pérez, Alessandro Monfardini, Alain Benoit, Aurelien Bideaud, Nicolas Ponthieu, Gregoire Coiffard, N. Billot, Giampaolo Pisano, Enzo Pascale, Barbara Comis, Simon Doyle, Florian Ruppin, M. De Petris, A. Catalano, R. Adam, Sébastien Triqueneaux, K. F. Schuster, R. Zylka, A. D'Addabbo, Carole Tucker, Philip Daniel Mauskopf, Johannes Goupy, Francois-Xavier Désert, L. Rodriguez, Monique Arnaud, V. Revéret, Etienne Pointecouteau, A. Ritacco, Peter A. R. Ade, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), HELFA - Hélium : du fondamental aux applications, Institut Néel (NEEL), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Instituto de Radio Astronomía Milimétrica, Cryo - Cryogénie, Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), NIKA, ANR-15-CE31-0017,NIKA2Sky,Observing the millimeter sky with the NIKA2 camera(2015), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Cryogénie (NEEL - Cryo), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-15-CE31-0017,NIKA2Sky,Observer le ciel en millimétrique avec la caméra NIKA2(2015), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Cryogénie (Cryo), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), galaxies: clusters: intracluster medium, FOS: Physical sciences, Astrophysics, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, 01 natural sciences, Cosmology, Spherical model, [PHYS.ASTR.CO]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO], symbols.namesake, cosmology: observations, instrumentation: high angular resolution, astronomy and astrophysics, space and planetary science, Intracluster medium, 0103 physical sciences, Cluster (physics), Planck, 010303 astronomy & astrophysics, Galaxy cluster, Physics, 010308 nuclear & particles physics, Astronomy and Astrophysics, Redshift, Galaxy, Space and Planetary Science, symbols, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract: The determination of the thermodynamic properties of clusters of galaxies at intermediate and high redshift can bring new insights into the formation of large-scale structures. It is essential for a robust calibration of the mass-observable scaling relations and their scatter, which are key ingredients for precise cosmology using cluster statistics. Here we illustrate an application of high resolution $(< 20$ arcsec) thermal Sunyaev-Zel'dovich (tSZ) observations by probing the intracluster medium (ICM) of the \planck-discovered galaxy cluster \psz\ at redshift $z = 0.61$, using tSZ data obtained with the NIKA camera, which is a dual-band (150 and 260~GHz) instrument operated at the IRAM 30-meter telescope. We deproject jointly NIKA and \planck\ data to extract the electronic pressure distribution from the cluster core ($R \sim 0.02\, R_{500}$) to its outskirts ($R \sim 3\, R_{500}$) non-parametrically for the first time at intermediate redshift. The constraints on the resulting pressure profile allow us to reduce the relative uncertainty on the integrated Compton parameter by a factor of two compared to the \planck\ value. Combining the tSZ data and the deprojected electronic density profile from \xmm\ allows us to undertake a hydrostatic mass analysis, for which we study the impact of a spherical model assumption on the total mass estimate. We also investigate the radial temperature and entropy distributions. These data indicate that \psz\ is a massive ($M_{500} \sim 5.5 \times 10^{14}$ M$_{\odot}$) cool-core cluster. This work is part of a pilot study aiming at optimizing the treatment of the NIKA2 tSZ large program dedicated to the follow-up of SZ-discovered clusters at intermediate and high redshifts. (abridged), 16 pages, 10 figures
Published: 2017

37. Polarimetry at millimeter wavelengths with the NIKA camera: calibration and performance

Author: Alessandro Monfardini, Philip Daniel Mauskopf, Giampaolo Pisano, Sébastien Triqueneaux, L. Rodriguez, F. Mayet, V. Revéret, Johannes Goupy, M. Rebolo-Iglesias, K. F. Schuster, Samuel Leclercq, A. Ritacco, Ph. André, Clemens Thum, Alain Benoit, A. Sievers, Simon Doyle, Enzo Pascale, Carole Tucker, R. Zylka, F.-X. Désert, Aurelien Bideaud, Gregoire Coiffard, Alexandre Beelen, R. Adam, N. Billot, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, Barbara Comis, Martino Calvo, Carsten Kramer, F. Pajot, L. Perotto, Peter A. R. Ade, Charles Romero, Anaëlle Maury, Nicolas Ponthieu, Florian Ruppin, Giorgio Savini, A. Catalano, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cryogénie (Cryo), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), NIKA, ANR-15-CE31-0017,NIKA2Sky,Observer le ciel en millimétrique avec la caméra NIKA2(2015), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), HELFA - Hélium : du fondamental aux applications, Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Cryo - Cryogénie, ANR-15-CE31-0017,NIKA2Sky,Observing the millimeter sky with the NIKA2 camera(2015), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), and Cryogénie (NEEL - Cryo)
Subjects: Physics - Instrumentation and Detectors, [PHYS.ASTR.IM]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM], Polarimetry, FOS: Physical sciences, astronomy and astrophysics, Field of view, Instrumentation, polarimeters, ISM clouds, ISM magnetic fields, polarization, space and planetary science, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, 01 natural sciences, Waveplate, ISM: clouds, law.invention, 010309 optics, Telescope, symbols.namesake, Optics, law, 0103 physical sciences, Stokes parameters, 010303 astronomy & astrophysics, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), Astrophysics::Galaxy Astrophysics, QB, Physics, business.industry, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, instrumentation: polarimeters, Instrumentation and Detectors (physics.ins-det), Polarizer, Polarization (waves), symbols, ISM: magnetic fields, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, business, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], Camera resectioning
Abstract: Magnetic fields, which play a major role in a large number of astrophysical processes can be traced via observations of dust polarization. In particular, Planck low-resolution observations of dust polarization have demonstrated that Galactic filamentary structures, where star formation takes place, are associated to well organized magnetic fields. A better understanding of this process requires detailed observations of galactic dust polarization on scales of 0.01 to 0.1 pc. Such high-resolution polarization observations can be carried out at the IRAM 30 m telescope using the recently installed NIKA2 camera, which features two frequency bands at 260 and 150 GHz (respectively 1.15 and 2.05 mm), the 260 GHz band being polarization sensitive. NIKA2 so far in commissioning phase, has its focal plane filled with ~3300 detectors to cover a Field of View (FoV) of 6.5 arcmin diameter. The NIKA camera, which consisted of two arrays of 132 and 224 Lumped Element Kinetic Inductance Detectors (LEKIDs) and a FWHM (Full-Width-Half-Maximum) of 12 and 18.2 arcsec at 1.15 and 2.05 mm respectively, has been operated at the IRAM 30 m telescope from 2012 to 2015 as a test-bench for NIKA2. NIKA was equipped of a room temperature polarization system (a half wave plate (HWP) and a grid polarizer facing the NIKA cryostat window). The fast and continuous rotation of the HWP permits the quasi simultaneous reconstruction of the three Stokes parameters, I, Q, and U at 150 and 260 GHz. This paper presents the first polarization measurements with KIDs and reports the polarization performance of the NIKA camera and the pertinence of the choice of the polarization setup in the perspective of NIKA2. We describe the polarized data reduction pipeline, specifically developed for this project and how the continuous rotation of the HWP permits to shift the polarized signal far from any low frequency noise. We also present the dedicated algorithm developed to correct systematic leakage effects. We report results on compact and extended sources obtained duringthe February 2015 technical campaign. These results demonstrate a good understanding of polarization systematics and state-of-the-art performance in terms of photometry, polarization degree and polarization angle reconstruction.
Published: 2017

38. NIKEL_AMC: readout electronics for the NIKA2 experiment

Author: Jerome Bouvier, A. Catalano, N. Ponchant, D. Tourres, Alain Benoit, Martino Calvo, Alessandro Monfardini, C. Vescovi, G. Bosson, J. L. Bouly, C. Li, Johannes Goupy, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Cryogénie (Cryo), and NIKA2
Subjects: Physics - Instrumentation and Detectors, [PHYS.ASTR.IM]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM], FOS: Physical sciences, 01 natural sciences, Multiplexing, law.invention, Telescope, law, 0103 physical sciences, Electronics, 010306 general physics, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), 010303 astronomy & astrophysics, Instrumentation, Mathematical Physics, Physics, business.industry, Detector, Electrical engineering, Volume (computing), Instrumentation and Detectors (physics.ins-det), Inductance, Advanced Mezzanine Card, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, business, Microwave
Abstract: The New Iram Kid Arrays-2 (NIKA2) instrument has recently been installed at the IRAM 30 m telescope. NIKA2 is a state-of-art instrument dedicated to mm-wave astronomy using microwave kinetic inductance detectors (KID) as sensors. The three arrays installed in the camera, two at 1.25 mm and one at 2.05 mm, feature a total of 3300 KIDs. To instrument these large array of detectors, a specifically designed electronics, composed of 20 readout boards and hosted in three microTCA crates, has been developed. The implemented solution and the achieved performances are presented in this paper. We find that multiplexing factors of up to 400 detectors per board can be achieved with homogeneous performance across boards in real observing conditions, and a factor of more than 3 decrease in volume with respect to previous generations., Comment: 21 pages; 16 figures
Published: 2016

39. Crosstalk in a KID Array Caused by the Thickness Variation of Superconducting Metal

Author: Martino Calvo, S. Leclercq, Gregoire Coiffard, C. Boucher, K. F. Schuster, Alessandro Monfardini, J. Goupy, Christophe Hoarau, A. Adane, Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Cryogénie (Cryo), and Electronique (ElecLab)
Subjects: Superconductivity, [PHYS]Physics [physics], Materials science, business.industry, Detector, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, Condensed Matter Physics, Kinetic energy, 01 natural sciences, Temperature measurement, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Metal, Crosstalk, Frequency comb, Optics, visual_art, 0103 physical sciences, Homogeneity (physics), visual_art.visual_art_medium, General Materials Science, 010306 general physics, business, 010303 astronomy & astrophysics
Abstract: The work presented in this paper is focused on the improvement of the kinetic detectors used on NIKA2 instrument (New IRAM KID array 2). Based on the simulation and low temperature measurements, it aims at showing how the variations of the superconducting metal corrupt the frequency comb of the kinetic Inductance detectors (KID) in the frequency range (between 1 and 3 GHz), i.e., how the superconducting metal inhomogeneity induces the resonance-to-resonance cross-coupling which deteriorates the homogeneity of the resonance quality factor and the frequency resonance separation. Solutions are then proposed to fight against the effect of these metallic variations when designing the KID array.
Published: 2016

40. WSPEC: A Waveguide Filter-Bank Focal Plane Array Spectrometer for Millimeter Wave Astronomy and Cosmology

Author: George Che, Sean Bryan, Simon Doyle, Alessandro Monfardini, Tony Mroczkowski, Philip Daniel Mauskopf, Bradley R. Johnson, Glenn Jones, Daniel Flanigan, Christopher Groppi, Heather McCarrick, James E. Aguirre, ASU School of Earth and Space Exploration (SESE), Arizona State University [Tempe] (ASU), Department of Astronomy and Astrophysics [PennState], Pennsylvania State University (Penn State), Penn State System-Penn State System, Cardiff University, Department of Physics, Columbia University, Columbia University [New York], Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), and Naval Research Laboratory (NRL)
Subjects: spectroscopy, Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), FOS: Physical sciences, Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics, Feed horn, 01 natural sciences, 7. Clean energy, law.invention, 010309 optics, Telescope, law, 0103 physical sciences, General Materials Science, Spectral resolution, 010303 astronomy & astrophysics, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), Physics, [PHYS]Physics [physics], Waveguide filter, Spectrometer, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, Astronomy, First light, Condensed Matter Physics, millimeter waves, Atomic and Molecular Physics, and Optics, kinetic inductance detectors, Extremely high frequency, Millimeter, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract: Imaging and spectroscopy at (sub-)millimeter wavelengths are key frontiers in astronomy and cosmology. Large area spectral surveys with moderate spectral resolution (R=50-200) will be used to characterize large scale structure and star formation through intensity mapping surveys in emission lines such as the CO rotational transitions. Such surveys will also be used to study the SZ effect, and will detect the emission lines and continuum spectrum of individual objects. WSPEC is an instrument proposed to target these science goals. It is a channelizing spectrometer realized in rectangular waveguide, fabricated using conventional high-precision metal machining. Each spectrometer is coupled to free space with a machined feed horn, and the devices are tiled into a 2D array to fill the focal plane of the telescope. The detectors will be aluminum Lumped-Element Kinetic Inductance Detectors (LEKIDs). To target the CO lines and SZ effect, we will have bands at 135-175 GHz and 190-250 GHz, each Nyquist-sampled at R~200 resolution. Here we discuss the instrument concept and design, and successful initial testing of a WR10 (i.e. 90 GHz) prototype spectrometer. We recently tested a WR5 (180 GHz) prototype to verify that the concept works at higher frequencies, and also designed a resonant backshort structure that may further increase the optical efficiency. We are making progress towards integrating a spectrometer with a LEKID array and deploying a prototype device to a telescope for first light., Comment: 7 pages, 4 figures, submitted to Journal of Low Temperature Physics
Published: 2016

41. Microfabrication Technology for Large Lekid Arrays: From Nika2 to Future Applications

Author: J. Goupy, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, A. Catalano, H. le Sueur, Alain Benoit, Martino Calvo, Alessandro Monfardini, Samuel Leclercq, Karl Schuster, Christophe Hoarau, Gregoire Coiffard, I. Peck, A. Adane, Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Cryogénie (Cryo), Electronique (ElecLab), Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse (CSNSM), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Subjects: Fabrication, [PHYS.ASTR.IM]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM], Cosmic microwave background, FOS: Physical sciences, 7. Clean energy, 01 natural sciences, law.invention, Telescope, Optics, law, Large array, 0103 physical sciences, General Materials Science, Sensitivity (control systems), 010306 general physics, 010303 astronomy & astrophysics, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), Physics, Pixel, business.industry, Coplanar waveguide, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Kinetic inductance detectors, Cardinal point, Microfabrication, business, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics
Abstract: Proceedings of LTD-16; International audience; The lumped element kinetic inductance detectors (LEKID) demonstrated full maturity in the New IRAM KID Arrays (NIKA) instrument. These results allow directly comparing LEKID performance with other competing technologies (TES, doped silicon) in the mm and sub-mm range. A continuing effort is ongoing to improve the microfabrication technologies and concepts in order to satisfy the requirements of new instruments. More precisely, future satellites dedicated to cosmic microwave background (CMB) studies will require the same focal plane technology to cover, at least, the frequency range of 60–600 GHz. Aluminium LEKID developed for NIKA have so far demonstrated, under real telescope conditions, a performance approaching photon noise limitation in the band 120–300 GHz. By implementing superconducting bi-layers, we recently demonstrated LEKID arrays working in the range 80–120 GHz and with sensitivities approaching the goals for CMB missions. NIKA itself (350 pixels) is followed by a more ambitious project requiring several thousand (3000–5000) pixels. NIKA2 has been installed in October 2015 at the IRAM 30-m telescope. We will describe in detail the technological improvements that allowed a relatively harmless tenfold up-scaling in pixels count without degrading the initial sensitivity. In particular, we will briefly describe a solution to simplify the difficult fabrication step linked to the slot-line propagation mode in coplanar waveguide.
Published: 2016

42. LEKIDs as mm-Wave Polarisation Analysers: Fabrication, Test Bench and Early Results

Author: A. Tartari, Martino Calvo, I. Moric, Alessandro Monfardini, D. Cammilleri, T. Decourcelle, N. Bleurvacq, M. Piat, D. Prêle, B. Bélier, G. F. Smoot, AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Institut Néel (NEEL), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Cryogénie (NEEL - Cryo), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)
Subjects: Physics, Test bench, Fabrication, Pixel, business.industry, Polarimetry, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, law.invention, Cosmic microwave background, Wavelength, Resonator, Optics, law, 0103 physical sciences, LEKIDs, General Materials Science, Wafer, Cartesian coordinate system, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], 010306 general physics, business, 010303 astronomy & astrophysics
Abstract: We have demonstrated in an earlier paper that LEKIDs can be used in a polarisation selective way in a filled array configuration. A polarised response can be achieved by means of thick Nb polarising grids lithographed on the rear side of a 300 microns silicon wafer, on which Al resonators have been previously patterned. In the most interesting scheme that we have investigated, a unit cell formed by 4 pixels (2 by 2) responds simultaneously to two orthogonal (cartesian) polarisation states. To assess the effectiveness of this detection scheme, we have fabricated a first generation of devices (9 small arrays, 20–25 pixels each, on a 4 $$^{\prime \prime }$$ Silicon wafer) by using a double-sided mask aligner suitable for a precise positioning of the individual grids in correspondence of each resonator’s meander, for the different LEKID geometries. We describe here the realisation of these first devices. The construction of a dedicated polarimetric test bench is also described in this contribution, together with the first characterisation results. We consider this activity as a first and necessary step to evaluate the polarisation purity attainable with polarisation-sensitive pixels whose size is comparable to the wavelength. This is a fundamental information to drive further studies.
Published: 2015

43. The NIKA2 instrument, a dual-band kilopixel KID array for millimetric astronomy

Author: S. Triqueneaux, Gregoire Coiffard, N. Billot, A. Ritacco, J. Goupy, R. Zylka, C. Vescovi, Philip Daniel Mauskopf, B. Comis, Enzo Pascale, J.-P. Leggeri, C. Kramer, Peter A. R. Ade, A. Bideaud, F. Pajot, M. Grollier, L. Perotto, Simon Doyle, Pascale Andre, J. Martino, Martino Calvo, M. Rebolo, D. Tourres, Albrecht Sievers, A. Beelen, F. Mayet, Alain Benoit, A. Catalano, G. Garde, V. Revéret, B. Bélier, R. Adam, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, K. F. Schuster, C. Tucker, A. Adane, A. D'Addabbo, S. Leclercq, J.-P. Scordilis, Nicolas Ponthieu, L. Rodriguez, G. Pont, F.-X. Désert, Alessandro Monfardini, G. Bres, Giorgio Savini, E. Barria, Cryo - Cryogénie, Institut Néel (NEEL), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), HELFA - Hélium : du fondamental aux applications, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ElecLab - Electronique, Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'électronique fondamentale (IEF), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), NIKA2, Cryogénie (Cryo), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Electronique (ElecLab), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Cryogénie (NEEL - Cryo), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Electronique (NEEL - ElecLab), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)
Subjects: [PHYS.ASTR.IM]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM], Pixel, Computer science, Kinetic inductance detectors, Detector, FOS: Physical sciences, Astronomy, mm-wave astronomy, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Materials Science (all), Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, IRAM 30m telescope, law.invention, Telescope, Pathfinder, law, 0103 physical sciences, Extremely high frequency, General Materials Science, Multi-band device, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, 010306 general physics, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), 010303 astronomy & astrophysics
Abstract: NIKA2 (New IRAM KID Array 2) is a camera dedicated to millimeter wave astronomy based upon kilopixel arrays of Kinetic Inductance Detectors (KID). The pathfinder instrument, NIKA, has already shown state-of-the-art detector performance. NIKA2 builds upon this experience but goes one step further, increasing the total pixel count by a factor $\sim$10 while maintaining the same per pixel performance. For the next decade, this camera will be the resident photometric instrument of the Institut de Radio Astronomie Millimetrique (IRAM) 30m telescope in Sierra Nevada (Spain). In this paper we give an overview of the main components of NIKA2, and describe the achieved detector performance. The camera has been permanently installed at the IRAM 30m telescope in October 2015. It will be made accessible to the scientific community at the end of 2016, after a one-year commissioning period. When this happens, NIKA2 will become a fundamental tool for astronomers worldwide., Comment: Proceedings of the 16th Low Temperature Detectors workshop. To be published in the Journal of Low Temperature Physics. 8 pages, 4 figures, 1 table
Published: 2015

44. Bi-layer Kinetic Inductance detectors for space observations between 80-120 GHz

Author: L. Dumoulin, H. Le Sueur, Martino Calvo, Nicolas Ponthieu, S. Marnieros, J. Goupy, Alessandro Monfardini, A. D'Addabbo, F. Levy-Bertrand, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, A. Catalano, Alain Benoit, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut Néel (NEEL), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CSNSM PS1, Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse (CSNSM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (CSNSM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Cryogénie (Cryo), Magnétisme et Supraconductivité (MagSup), and NIKA
Subjects: Cryostat, [PHYS.ASTR.IM]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM], Frequency band, Terahertz radiation, Cosmic microwave background, Cosmic background radiation, FOS: Physical sciences, Astrophysics, cosmic background radiation, 7. Clean energy, Optics, space vehicles: instruments, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), Physics, business.industry, instrumentation: detectors, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, Astronomy and Astrophysics, methods: data analysis, Interferometry, Space and Planetary Science, Proximity effect (audio), Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, business, Sensitivity (electronics)
Abstract: We have developed Lumped Element Kinetic Inductance Detectors (LEKID) sensitive in the frequency band from 80 to 120~GHz. In this work, we take advantage of the so-called proximity effect to reduce the superconducting gap of Aluminium, otherwise strongly suppressing the LEKID response for frequencies smaller than 100~GHz. We have designed, produced and optically tested various fully multiplexed arrays based on multi-layers combinations of Aluminium (Al) and Titanium (Ti). Their sensitivities have been measured using a dedicated closed-circle 100 mK dilution cryostat and a sky simulator allowing to reproduce realistic observation conditions. The spectral response has been characterised with a Martin-Puplett interferometer up to THz frequencies, and with a resolution of 3~GHz. We demonstrate that Ti-Al LEKID can reach an optical sensitivity of about $1.4$ $10^{-17}$~$W/Hz^{0.5}$ (best pixel), or $2.2$ $10^{-17}$~$W/Hz^{0.5}$ when averaged over the whole array. The optical background was set to roughly 0.4~pW per pixel, typical for future space observatories in this particular band. The performance is close to a sensitivity of twice the CMB photon noise limit at 100~GHz which drove the design of the Planck HFI instrument. This figure remains the baseline for the next generation of millimetre-wave space satellites., Comment: 7 pages, 9 figures, submitted to A&A
Published: 2015

45. A mm-Wave Polarisation Analyser Using LEKIDs: Strategy and Preliminary Numerical Results

Author: G. F. Smoot, B. Bélier, V. D. Cammilleri, Alessandro Monfardini, D. Prêle, Martino Calvo, A. Tartari, M. Piat, AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Institut d'électronique fondamentale (IEF), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cryogénie (Cryo), Institut Néel (NEEL), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Cryo - Cryogénie, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), HELFA - Hélium : du fondamental aux applications, Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cryogénie (NEEL - Cryo), and Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA)
Subjects: Physics, [PHYS]Physics [physics], Pixel, business.industry, Detector, Analyser, Cosmic microwave background, Polarimetry, Context (language use), Polarimeter, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Resonator, Optics, General Materials Science, business, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: The context of this study is the development of polarisation sensitive detectors in view of future Cosmic Microwave Background experiments. Our goal is to demonstrate the possibility to make a mm-wave polarisation analyser at 150 GHz using Lumped Element Kinetic Inductance Detectors (LEKIDs). Although LEKIDs are very attractive for the relative ease of fabrication, they have an intrinsic optical response which is weakly polarisation-senstive, i.e. orthogonal linear polarisations are absorbed with comparable efficiencies (with a separation typically not exceeding few dB). To overcome this difficulty, we achieve a polarised response by means of small ( $$\sim \lambda \times \lambda $$ ) superconducting Nb wire-grids. Each grid is deposited on the rear side of the 300 micron Si substrate, on which 20 nm Al resonators are patterned, so that each pixel may in principle respond as an independent polarisation analyser. Simulations show encouraging results, with a deep (-20 dB) rejection of the unwanted polarisation. Although what we present here is not yet a polarimeter, this pilot study allows us to address some relevant questions that may be crucial in view of a full polarimetric architecture development. In particular, our first prototypes will allow to assess the behaviour of small grids, the interaction between adjacent polarised pixels, and to choose the most suitable resonator geometry. What we present here are preliminary design results about devices which are currently being realised, and soon ready for optical response characterisation.
Published: 2014

46. Impact of particles on the Planck HFI detectors: Ground-based measurements and physical interpretation

Author: Francois-Xavier Désert, Y. Giraud-Héraud, Philippe Camus, M. Piat, Alessandro Monfardini, A. Miniussi, W. Holmes, E. Bréele, A. Sauvé, A. Coulais, Noël Coron, James J. Bock, A. Catalano, A. Pelissier, M. Charra, M. I. Martínez, Locke D. Spencer, B. P. Crill, W. C. Jones, Y. Atik, D. Santos, M. Chabot, C. Renault, L. Fauvet, Alain Benoit, J. F. Macías-Pérez, Rashmikant V. Sudiwala, J.-M. Lamarre, F. Pajot, O. Guillaudin, Peter A. R. Ade, C. Rosset, Guillaume Patanchon, Jean-Loup Puget, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), HELFA - Hélium : du fondamental aux applications, Institut Néel (NEEL), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cryo - Cryogénie, Institut de Physique Nucléaire d'Orsay (IPNO), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), APC - Cosmologie, Physique Corpusculaire et Cosmologie - Collège de France (PCC), Collège de France (CdF)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Collège de France (CdF)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), PLANCK, PLANCK-HFI, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cryogénie (NEEL - Cryo), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Cryogénie (Cryo), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS.ASTR.IM]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM], Electromagnetic spectrum, Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena, Cosmic background radiation, FOS: Physical sciences, Cosmic ray, Astrophysics, cosmic background radiation, 01 natural sciences, 7. Clean energy, law.invention, cosmic rays, law, 0103 physical sciences, Cosmic rays, Instrumentation: detectors, Methods: data analysis, Space vehicles: instruments, Astronomy and Astrophysics, Space and Planetary Science, space vehicles: instruments, 010303 astronomy & astrophysics, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), QB, Physics, 010308 nuclear & particles physics, instrumentation: detectors, Bolometer, Detector, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, methods: data analysis, Computational physics, Glitch, [SDU.ASTR.IM]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM], 13. Climate action, Millimeter, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, Noise (radio)
Abstract: The Planck High Frequency Instrument (HFI) surveyed the sky continuously from August 2009 to January 2012. Its noise and sensitivity performance were excellent, but the rate of cosmic ray impacts on the HFI detectors was unexpectedly high. Furthermore, collisions of cosmic rays with the focal plane produced transient signals in the data (glitches) with a wide range of characteristics. A study of cosmic ray impacts on the HFI detector modules has been undertaken to categorize and characterize the glitches, to correct the HFI time-ordered data, and understand the residual effects on Planck maps and data products. This paper presents an evaluation of the physical origins of glitches observed by the HFI detectors. In order to better understand the glitches observed by HFI in flight, several ground-based experiments were conducted with flight-spare HFI bolometer modules. The experiments were conducted between 2010 and 2013 with HFI test bolometers in different configurations using varying particles and impact energies. The bolometer modules were exposed to 23 MeV protons from the Orsay IPN TANDEM accelerator, and to $^{241}$Am and $^{244}$Cm $\alpha$-particle and $^{55}$Fe radioactive X-ray sources. The calibration data from the HFI ground-based preflight tests were used to further characterize the glitches and compare glitch rates with statistical expectations under laboratory conditions. Test results provide strong evidence that the dominant family of glitches observed in flight are due to cosmic ray absorption by the silicon die substrate on which the HFI detectors reside. Glitch energy is propagated to the thermistor by ballistic phonons, while there is also a thermal diffusion contribution. The implications of these results for future satellite missions, especially those in the far-infrared to sub-millimetre and millimetre regions of the electromagnetic spectrum, are discussed., Comment: 11 pages, 13 figures
Published: 2014

47. Characterization and Physical Explanation of Energetic Particles on Planck HFI Instrument

Author: Alain Benoit, J.-M. Lamarre, Peter A. R. Ade, A. Pelissier, A. Catalano, Y. Giraud-Héraud, D. Santos, B. P. Crill, E. Bréele, A. Sauvé, Locke D. Spencer, C. Rosset, F.-X. Désert, Guillaume Patanchon, Alessandro Monfardini, W. Holmes, M. Charra, F. Pajot, Rashmikant V. Sudiwala, Noël Coron, L. Fauvet, Y. Atik, J. F. Macías-Pérez, A. Coulais, O. Guillaudin, Philippe Camus, M. Piat, A. Miniussi, C. Renault, M. I. Martínez, W. C. Jones, James J. Bock, Jean-Loup Puget, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Cryogénie (Cryo), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), APC - Cosmologie, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), PLANCK, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), School of Physics and Astronomy [Cardiff], Cardiff University, Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), California Institute of Technology (CALTECH), Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Cryogénie (NEEL - Cryo), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Space Research and Technology Centre (ESTEC), Agence Spatiale Européenne = European Space Agency (ESA), Department of Physics, Princeton University (DPPU), Princeton University, Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), HELFA - Hélium : du fondamental aux applications, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Cryo - Cryogénie, Physique Corpusculaire et Cosmologie - Collège de France (PCC), Collège de France (CdF)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Collège de France (CdF)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), and PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris
Subjects: [SDU.ASTR.CO]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO], media_common.quotation_subject, Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena, FOS: Physical sciences, Cosmic ray, 7. Clean energy, law.invention, [PHYS.ASTR.CO]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO], symbols.namesake, law, Thermal, General Materials Science, Planck, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), media_common, Physics, Range (particle radiation), Spacecraft, business.industry, Bolometer, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Computational physics, Sky, symbols, business, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, Noise (radio)
Abstract: The Planck High Frequency Instrument (HFI) has been surveying the sky continuously from the second Lagrangian point (L2) between August 2009 and January 2012. It operates with 52 high impedance bolometers cooled at 100mK in a range of frequency between 100 GHz and 1THz with unprecedented sensivity, but strong coupling with cosmic radiation. At L2, the particle flux is about 5 $cm^{-2} s^{-1}$ and is dominated by protons incident on the spacecraft. Protons with an energy above 40MeV can penetrate the focal plane unit box causing two different effects: glitches in the raw data from direct interaction of cosmic rays with detectors (producing a data loss of about 15% at the end of the mission) and thermal drifts in the bolometer plate at 100mK adding non-gaussian noise at frequencies below 0.1Hz. The HFI consortium has made strong efforts in order to correct for this effect on the time ordered data and final Planck maps. This work intends to give a view of the physical explanation of the glitches observed in the HFI instrument in-flight. To reach this goal, we performed several ground-based experiments using protons and $\alpha$ particles to test the impact of particles on the HFI spare bolometers with a better control of the environmental conditions with respect to the in-flight data. We have shown that the dominant part of glitches observed in the data comes from the impact of cosmic rays in the silicon die frame supporting the micro-machinced bolometric detectors propagating energy mainly by ballistic phonons and by thermal diffusion. The implications of these results for future satellite missions will be discussed., Comment: LTD-15 Conference
Published: 2014

48. First observation of the thermal Sunyaev-Zel'dovich effect with Kinetic Inductance Detectors

Author: F. Pajot, Alessandro Monfardini, F. Mayet, Pascal André, A. Sievers, Philip Daniel Mauskopf, L. Rodriguez, V. Revéret, Samuel Leclercq, Martino Calvo, J. Martino, Carole Tucker, Nicolas Ponthieu, R. Zylka, Enzo Pascale, Aurelien Bideaud, Giorgio Savini, Etienne Pointecouteau, A. Catalano, Barbara Comis, Gregoire Coiffard, Peter A. R. Ade, N. Billot, Simon Doyle, Alain Benoit, Francois-Xavier Désert, Alexandre Beelen, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, N. Boudou, A. D'Addabbo, Johannes Goupy, Carsten Kramer, L. Perotto, R. Adam, A. Adane, Karl Schuster, Benoit Belier, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astronomy Instrumentation [Cardiff], School of Physics and Astronomy [Cardiff], Cardiff University-Cardiff University, Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'électronique fondamentale (IEF), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Cryogénie (Cryo), Department of Physics [Roma La Sapienza], Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [Rome], Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Arizona State University [Tempe] (ASU), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University College of London [London] (UCL), ANR-11-LABX-0013,FOCUS,Des détecteurs pour Observer l'Univers(2011), ANR-11-BS56-0015,MULTIVERSE,Etude multi-échelles de l'évolution des structures de l'Univers(2011), European Project: 291294,EC:FP7:ERC,ERC-2011-ADG_20110209,ORISTARS(2012), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cryogénie (NEEL - Cryo), Dipartimento di Fisica [Roma La Sapienza], Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [Rome] (UNIROMA), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), [SDU.ASTR.CO]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO], FOS: Physical sciences, Context (language use), Field of view, Astrophysics, Sunyaev–Zel'dovich effect, law.invention, Telescope, Techniques: high angular resolution, [PHYS.ASTR.CO]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO], law, intra cluster medium, Cluster (physics), Angular resolution, Instrumentation: detectors, QC, QB, Physics, Astronomy and Astrophysics, Redshift, Galaxy, Galaxies: clusters: individual: RX J1347.5-1145, Space and Planetary Science, Galaxies: clusters: intracluster medium, Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract: Clusters of galaxies provide valuable information on the evolution of the Universe and large scale structures. Recent cluster observations via the thermal Sunyaev-Zel'dovich (tSZ) effect have proven to be a powerful tool to detect and study them. In this context, high resolution tSZ observations (~ tens of arcsec) are of particular interest to probe intermediate and high redshift clusters. Observations of the tSZ effect will be carried out with the millimeter dual-band NIKA2 camera, based on Kinetic Inductance Detectors (KIDs) to be installed at the IRAM 30-meter telescope in 2015. To demonstrate the potential of such an instrument, we present tSZ observations with the NIKA camera prototype, consisting of two arrays of 132 and 224 detectors that observe at 140 and 240 GHz with a 18.5 and 12.5 arcsec angular resolution, respectively. The cluster RX J1347.5-1145 was observed simultaneously at 140 and 240 GHz. We used a spectral decorrelation technique to remove the atmospheric noise and obtain a map of the cluster at 140 GHz. The efficiency of this procedure has been characterized through realistic simulations of the observations. The observed 140 GHz map presents a decrement at the cluster position consistent with the tSZ nature of the signal. We used this map to study the pressure distribution of the cluster by fitting a gNFW model to the data. Subtracting this model from the map, we confirm that RX J1347.5-1145 is an ongoing merger, which confirms and complements previous tSZ and X-ray observations. For the first time, we demonstrate the tSZ capability of KID based instruments. The NIKA2 camera with ~ 5000 detectors and a 6.5 arcmin field of view will be well-suited for in-depth studies of the intra cluster medium in intermediate to high redshifts, which enables the characterization of recently detected clusters by the Planck satellite., Accepted by A&A
Published: 2014

49. CNES detector developments from far-infrared to mm: status and roadmap

Author: Alessandro Monfardini, M. Piat, Louis Rodriguez, Hervé Geoffray, A. Bardoux, S. Marnieros, Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut Néel (NEEL), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CSNSM PS1, Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse (CSNSM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (CSNSM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Equipes Traitement de l'Information et Systèmes (ETIS - UMR 8051), and Ecole Nationale Supérieure de l'Electronique et de ses Applications (ENSEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY)
Subjects: Physics, [PHYS]Physics [physics], business.industry, Kinetic inductance detectors, NbSi, Bolometer, Detector, KINETIC INDUCTANCE DETECTORS, Bolometers, SQUID multiplexing, law.invention, Far infrared, law, Cosmic Microwave Background, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Aerospace engineering, business, Noise, TES
Abstract: June 2014, Montreal, Canada.; International audience; CNES (French Space Agency) continuously drives the development of detectors for Space based Astronomy. Several detector concepts are developped by French Laboratories, from far infrared to mm wavelength. This paper gives a status on these developments as well as an overview of the associated roadmap.
Published: 2014

50. High speed readout electronics development for frequency-multiplexed kinetic inductance detector design optimization

Author: C. Vescovi, Johannes Goupy, N. Boudou, A. D'Addabbo, O. Bourrion, J. F. Macías-Pérez, Alessandro Monfardini, Martino Calvo, A. Catalano, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cryogénie (Cryo), Institut Néel (NEEL), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Hélium : du fondamental aux applications (HELFA)
Subjects: Silicon, Physics::Instrumentation and Detectors, Phonon, X-ray detector, chemistry.chemical_element, FOS: Physical sciences, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Multiplexing, 0103 physical sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], 010306 general physics, Instrumentation, Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM), Mathematical Physics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Physics, 010308 nuclear & particles physics, Dynamic range, business.industry, Bandwidth (signal processing), Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, chemistry, Optoelectronics, business, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, Digital filter, Microwave
Abstract: Microwave Kinetic Inductance Detectors (MKID) are a promising solution for spaceborne mm-wave astronomy. To optimize their design and make them insensitive to the ballistic phonons created by cosmic-ray interactions in the substrate, the phonon propagation in silicon must be studied. A dedicated fast readout electronics, using channelized Digital Down Conversion for monitoring up to 12 MKIDs over a 100MHz bandwidth was developed. Thanks to the fast ADC sampling and steep digital filtering, In-phase and Quadrature samples, having a high dynamic range, are provided at ~2 Msps. This paper describes the technical solution chosen and the results obtained., Comment: TWEPP-13 conference at Perugia (Italy), 23-27 September 2013
Published: 2013

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