201. Exploring cosmic origins with CORE: cosmological parameters
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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 - 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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
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- 2018
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