1. Detection chain and electronic readout of the QUBIC instrument
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L. M. Mundo, S. Marnieros, D. Fracchia, A. Mattei, R. Puddu, S. Spinelli, A. Passerini, Federico Nati, V. Gilles, K. Ganga, B. García, Giuseppe D'Alessandro, F. Wicek, P. A. R. Ade, Diego Harari, J. Bonaparte, F. Pezzotta, Massimo Gervasi, F. Incardona, M. E. García Redondo, M. Platino, L. Grandsire, J. D. Murphy, Damien Rambaud, E. Jules, M. Wright, C. Kristukat, L. Dumoulin, E. Olivieri, B. Maffei, Alessandro Paiella, J. Bonis, J.-P. Thermeau, D. Prêle, H. Pastoriza, Michel Piat, M. Gómez Berisso, M. Perciballi, F. Piacentini, D. Burke, Mark McCulloch, A. Zullo, L. H. Arnaldi, Giampaolo Pisano, A. Baù, L.P. Ferreyro, C. Perbost, C. Duca, C. Franceschet, L. Mousset, J. A. Murphy, D. Viganò, Gustavo E. Romero, Martin Giard, Emory F. Bunn, Alessandro Schillaci, Gregory S. Tucker, P. Chanial, L. A. Montier, M.-A. Bigot-Sazy, Alejandro Almela, A. Etchegoyen, Marco Bersanelli, E. Rasztocky, M. Gaspard, Nicola Vittorio, Mario Zannoni, A. Pelosi, S. Azzoni, P. de Bernardis, T. D. Hoang, S. Banfi, W. Marty, A. Mennella, S. Scully, M. M. Gamboa Lerena, Elia S. Battistelli, Andrea Tartari, J.G. Alberro, D. Gayer, Alessandro Coppolecchia, C. Oriol, J.M. Salum, J. Aumont, D. Bennett, S. Loucatos, Silvia Masi, Marcin Gradziel, S. Dheilly, François Pajot, A.C. Cobos Cerutti, C. Chapron, A. Fasciszewski, J.-Ch. Hamilton, M. González, M. Tomasi, Créidhe O'Sullivan, Laurent Bergé, G. Amico, D. Buzi, A.D. Supanitsky, D. Auguste, Gianluca Polenta, Francesco Cavaliere, P. Ringegni, G. Stankowiak, Luca Lamagna, Steve Torchinsky, L. Mele, Andrew May, Peter Timbie, F. Columbro, F. Voisin, C. Tucker, J. Kaplan, B. Bélier, R. Charlassier, M. R. Hampel, G. de Gasperis, C. Scóccola, Lucio Piccirillo, Thibaut Louis, Sophie Henrot-Versille, D. Melo, J.-Ph. Bernard, M. Stolpovskiy, Y. Giraud-Héraud, M. De Leo, M. De Petris, 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 des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire de Paris - Site de Paris (OP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), 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), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies [Orsay] (C2N), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Paris-Saclay-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), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-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), 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), Zmuidzinas, Jonas, Gao, Jian-Rong, Stankowiak, G, Piat, M, Battistelli, E, D'Alessandro, G, de Bernardis, P, De Petris, M, González, M, Grandsire, L, Hamilton, J, Hoang, T, Masi, S, Marnieros, S, Mennella, A, Mousset, L, O'Sullivan, C, Prêle, D, Tartari, A, Thermeau, J, Torchinsky, S, Voisin, F, Zannoni, M, Ade, P, Alberro, J, Almela, A, Amico, G, Arnaldi, L, Auguste, D, Aumont, J, Azzoni, S, Banfi, S, Bélier, B, Baù, A, Bennett, D, Bergé, L, Bernard, J, Bersanelli, M, Bigot-Sazy, M, Bonaparte, J, Bonis, J, Bunn, E, Burke, D, Buzi, D, Cavaliere, F, Chanial, P, Chapron, C, Charlassier, R, Cobos Cerutti, A, Columbro, F, Coppolecchia, A, de Gasperis, G, De Leo, M, Dheilly, S, Duca, C, Dumoulin, L, Etchegoyen, A, Fasciszewski, A, Ferreyro, L, Fracchia, D, Franceschet, C, Gamboa Lerena, M, Ganga, K, García, B, García Redondo, M, Gaspard, M, Gayer, D, Gervasi, M, Giard, M, Gilles, V, Giraud-Héraud, Y, Gómez Berisso, M, Gradziel, M, Hampel, M, Harari, D, Henrot-Versillé, S, Incardona, F, Jules, E, Kaplan, J, Kristukat, C, Lamagna, L, Loucatos, S, Louis, T, Maffei, B, Marty, W, Mattei, A, May, A, Mcculloch, M, Mele, L, Melo, D, Montier, L, Mundo, L, Murphy, J, Nati, F, Olivieri, E, Oriol, C, Paiella, A, Pajot, F, Passerini, A, Pastoriza, H, Pelosi, A, Perbost, C, Perciballi, M, Pezzotta, F, Piacentini, F, Piccirillo, L, Pisano, G, Platino, M, Polenta, G, Puddu, R, Rambaud, D, Ringegni, P, Romero, G, Rasztocky, E, Salum, J, Schillaci, A, Scóccola, C, Scully, S, Spinelli, S, Stolpovskiy, M, Supanitsky, A, Timbie, P, Tomasi, M, Tucker, G, Tucker, C, Viganò, D, Vittorio, N, Wicek, F, Wright, M, and Zullo, A
- Subjects
QUBIC ,Cosmic microwave background ,02 engineering and technology ,CMB ,SQUID ,7. Clean energy ,Superconducting QUantum Interference Device ,030218 nuclear medicine & medical imaging ,law.invention ,TDM ,FIS/05 - ASTRONOMIA E ASTROFISICA ,03 medical and health sciences ,020210 optoelectronics & photonics ,0302 clinical medicine ,Optics ,Application-specific integrated circuit ,law ,Cosmic Microwave Background ,B-modes ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,Noise-equivalent power ,[PHYS]Physics [physics] ,Physics ,TES ,business.industry ,Bolometer ,Time constant ,CMB instrumentation ,bolometric interferometry ,Transition Edge Sensor ,Interferometry ,Transition edge sensor ,business - Abstract
International audience; The Q and U Bolometric Interferometer for Cosmology (QUBIC) Technical Demonstrator (TD) aiming to shows the feasibility of the combination of interferometry and bolometric detection. The electronic readout system is based on an array of 128 NbSi Transition Edge Sensors cooled at 350mK readout with 128 SQUIDs at 1K controlled and amplified by an Application Specific Integrated Circuit at 40K. This readout design allows a 128:1 Time Domain Multiplexing. We report the design and the performance of the detection chain in this paper. The technological demonstrator unwent a campaign of test in the lab. Evaluation of the QUBIC bolometers and readout electronics includes the measurement of I-V curves, time constant and the Noise Equivalent Power. Currently the mean Noise Equivalent Power is ~ 2 x 10-16W= p √Hz
- Published
- 2020