1. QUBIC: the Q&U Bolometric Interferometer for Cosmology
- Author
-
Massimo Gervasi, C. Giordano, A. Passerini, Andrei Korotkov, E. Bréelle, Jean Christophe Hamilton, A. Ghribi, L. Vibert, Gregory S. Tucker, Emory F. Bunn, Angelo Cruciani, B. Maffei, P. de Bernardis, Michel Piat, J. Martino, G. Curran, A. Bounab, L. Guglielmi, F. Voisin, Elia S. Battistelli, Alessandro Schillaci, Roberto Sordini, R. Charlassier, F. Piacentini, Andrea Tartari, A. Baù, Lucio Piccirillo, G. Bordier, Y. Giraud-Heraud, Maria Salatino, M. Maiello, Martino Calvo, D. Bennett, S. Peterzen, L. Dumoulin, Peter Timbie, Silvia Masi, J. Kaplan, D. Prêle, S. Malu, Victor Haynes, Giampaolo Pisano, Martin Giard, M.-A. Bigot-Sazy, David Romano, J. Lande, Sophie Collin, Mario Zannoni, Federico Nati, Créidhe O'Sullivan, Laurent Bergé, Robert A. Watson, Marcin Gradziel, Gianluca Polenta, François Pajot, L. A. Montier, C. Parisel, A. Gault, S. Spinelli, C. Rosset, Anna Murphy, S. Marnieros, J.-P. Bernard, G. Sironi, 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)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse (CSNSM), 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 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 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), QUBIC, Piat, M, Battistelli, E, Bau', A, Bennett, D, Berge, L, Bernard, J, de Bernardis, P, Bigot Sazy, M, Bordier, G, Bounab, A, Breelle, E, Bunn, E, Calvo, M, Charlassier, R, Collin, S, Cruciani, A, Curran, G, Dumoulin, L, Gault, A, Gervasi, M, Ghribi, A, Giard, M, Giordano, C, Giraud Heraud, Y, Gradziel, M, Guglielmi, L, Hamilton, J, Haynes, V, Kaplan, J, Korotkov, A, Lande, J, Maffei, B, Maiello, M, Malu, S, Marnieros, S, Martino, J, Masi, S, Montier, L, Murphy, A, Nati, F, O'Sullivan, C, Pajot, F, Parisel, C, Passerini, A, Peterzen, S, Piacentini, F, Piccirillo, L, Pisano, G, Polenta, G, Prele, D, Romano, D, Rosset, C, Salatino, M, Schillaci, A, Sironi, G, Sordini, R, Spinelli, S, Tartari, A, Timbie, P, Tucker, G, Vibert, L, Voisin, F, Watson, R, Zannoni, M, 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), 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 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), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CSNSM INSTR, 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 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), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-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)-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), CSNSM PS1, 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 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)-Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (CSNSM), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, 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), 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)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), 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)-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), 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, 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, Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [Rome], Dipartimento di Fisica 'Giuseppe Occhialini' = Department of Physics 'Giuseppe Occhialini' [Milano-Bicocca], Università degli Studi di Milano-Bicocca [Milano] (UNIMIB), Department of Experimental Physics, National University of Ireland Maynooth (Maynooth University), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), CNRS/Université de Toulouse, Physics Department, University of Richmond, Richmond, Department of Physics [Madison], University of Wisconsin-Madison, University of Manchester [Manchester], Brown University, Università degli Studi di Siena = University of Siena (UNISI), Raman Research Institute, ASI Science Data Center, Bergé, L, A., B, Bréelle, E, Coppolecchia, A, Giraud Héraud, Y, Landé, J, O’Sullivan, C, de Petris, M, and Prêle, D
- Subjects
Bolometric interferometry ,[SDU.ASTR.CO]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO] ,Cosmic microwave background ,Astrophysics ,01 natural sciences ,Cosmology ,law.invention ,Gravitational wave background ,law ,bolometer ,cosmic microwave background ,polarisation ,interferometer ,Cosmic Microwave Background ,General Materials Science ,Interferometer ,010303 astronomy & astrophysics ,Instrumentation ,Polarisation ,media_common ,Physics ,instrumentation ,Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics ,bolometric interferometry ,Condensed Matter Physics ,Atomic and Molecular Physics, and Optics ,Interferometry ,Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics ,[PHYS.ASTR.IM]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM] ,media_common.quotation_subject ,Bolometer ,FOS: Physical sciences ,Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics ,Cosmology, Cosmic Microwave Background, Inflation, Instrumentation, Bolometric interferometry ,[PHYS.ASTR.CO]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO] ,FIS/05 - ASTRONOMIA E ASTROFISICA ,Materials Science(all) ,0103 physical sciences ,inflation ,010306 general physics ,cosmology ,Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM) ,Inflation (cosmology) ,010308 nuclear & particles physics ,Gravitational wave ,Astronomy ,Astronomy and Astrophysics ,Inflation ,Universe ,[SDU.ASTR.IM]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM] - Abstract
One of the major challenges of modern cosmology is the detection of B-mode polarization anisotropies in the CMB. These originate from tensor fluctuations of the metric produced during the inflationary phase. Their detection would therefore constitute a major step towards understanding the primordial Universe. The expected level of these anisotropies is however so small that it requires a new generation of instruments with high sensitivity and extremely good control of systematic effects. We propose the QUBIC instrument based on the novel concept of bolometric interferometry, bringing together the sensitivity advantages of bolometric detectors with the systematics effects advantages of interferometry. Methods: The instrument will directly observe the sky through an array of entry horns whose signals will be combined together using an optical combiner. The whole set-up is located inside a cryostat. Polarization modulation will be achieved using a rotating half-wave plate and interference fringes will be imaged on two focal planes (separated by a polarizing grid) tiled with bolometers. We show that QUBIC can be considered as a synthetic imager, exactly similar to a usual imager but with a synthesized beam formed by the array of entry horns. Scanning the sky provides an additional modulation of the signal and improve the sky coverage shape. The usual techniques of map-making and power spectrum estimation can then be applied. We show that the sensitivity of such an instrument is comparable with that of an imager with the same number of horns. We anticipate a low level of beam-related systematics thanks to the fact that the synthesized beam is determined by the location of the primary horns. Other systematics should be under good control thanks to an autocalibration technique, specific to our concept, that will permit the accurate determination of most of the systematics parameters., Comment: 12 pages, 10 figures, submitted to Astronomy and Astrophysics
- Published
- 2012