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PRISM (Polarized Radiation Imaging and Spectroscopy Mission): an extended white paper

Authors :
Collaboration, PRISM
André, P
Baccigalupi, C
Banday, A
Barbosa, D
Barreiro, B
Bartlett, J
Bartolo, N
Battistelli, E
Battye, R
Bendo, G
Benoît, A
Bernard, JP
Bersanelli, M
Béthermin, M
Bielewicz, P
Bonaldi, A
Bouchet, FC
Boulanger, FC
Brand, J
Bucher, M
Burigana, C
Cai, ZY
Camus, P
Casas, F
Casasola, V
Castex, G
Challinor, A
Chluba, J
Chon, G
Colafrancesco, S
Comis, B
Cuttaia, F
D'Alessandro, G
Silva, AD
Davis, R
Avillez, MD
Bernardis, PD
Petris, MD
Rosa, AD
Zotti, GD
Delabrouille, J
Désert, FCX
Dickinson, C
Diego, JM
Dunkley, J
Enßlin, T
Errard, J
Falgarone, E
Ferreira, P
Ferrière, K
Finelli, F
Fletcher, A
Fosalba, P
Fuller, G
Galli, S
Ganga, K
García-Bellido, J
Ghribi, A
Giard, M
Giraud-Héraud, Y
Gonzalez-Nuevo, J
Grainge, K
Gruppuso, A
Hall, A
Hamilton, JC
Haverkorn, M
Hernandez-Monte-agudo, C
Herranz, D
Jackson, M
Jaffe, A
Khatri, R
Kunz, M
Lamagna, L
Lattanzi, M
Leahy, P
Lesgourgues, J
Liguori, M
Liuzzo, E
Lopez-Caniego, M
Macias-Perez, J
Maffei, B
Maino, D
Mangilli, A
Martinez-Gonzalez, E
Martins, C
Masi, S
Massardi, M
Matarrese, S
Melchiorri, A
Melin, JB
Mennella, A
Mignano, A
Miville-Deschênes, MA
Monfardini, A
Murphy, A
Naselsky, P
Nati, F
Natoli, P
Negrello, M
Noviello, F
O'Sullivan, C
Paci, F
Pagano, L
Paladino, R
Palanque-Delabrouille, N
Paoletti, D
Peiris, H
Perrotta, F
Piacentini, F
Piat, M
Piccirillo, L
Pisano, G
Polenta, G
Pollo, A
Ponthieu, N
Remazeilles, M
Ricciardi, S
Roman, M
Rosset, C
Rubino-Martin, JA
Salatino, M
Schillaci, A
Shellard, P
Silk, J
Starobinsky, A
Stompor, R
Sunyaev, R
Tartari, A
Terenzi, L
Toffolatti, L
Tomasi, M
Trappe, N
Tristram, M
Trombetti, T
Tucci, M
Weijgaert, RVD
Tent, BV
Verde, L
Vielva, P
Wandelt, B
Watson, R
Withington, S
APC - Cosmologie
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)-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)
Dipartimento di Fisica 'G. Galilei'
Università degli Studi di Padova = University of Padua (Unipd)
INFN, Sezione di Padova
Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - 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)
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)
Istituto di Radioastronomia [Bologna] (IRA)
Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)
Cryogénie (NEEL - Cryo)
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA)
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)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
INAF - Osservatorio Astronomico di Roma (OAR)
ASI-ASDC
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)
APC - Gravitation (APC-Gravitation)
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)-Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik ( Albert-Einstein-Institut ) (AEI)
Max-Planck-Gesellschaft-Max-Planck-Gesellschaft
Laboratoire Astrophysique de Toulouse-Tarbes (LATT)
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)
Departamento de Fisica Teorica
Universidad Autónoma de Madrid (UAM)
Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR)
Departement de Physique Théorique [Genève]
Université de Genève = University of Geneva (UNIGE)
African Institute for Mathematical Sciences (AIMS)
ICRA and Physics Department
Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [Rome] (UNIROMA)
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)
European Organization for Nuclear Research (CERN)
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)
CSIRO Materials Sciences and Engineering
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [Canberra] (CSIRO)
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)
Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics (DAMTP)
University of Cambridge [UK] (CAM)
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 de Physique Théorique d'Orsay [Orsay] (LPT)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Astronomy
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)-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)
Universita degli Studi di Padova
Hélium : du fondamental aux applications (HELFA)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Cryogénie (Cryo)
École normale supérieure - Paris (ENS 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)
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)-Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik ( Albert-Einstein-Institut ) (AEI)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-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)
Universidad Autonoma de Madrid (UAM)
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
Université de Genève (UNIGE)
Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [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)
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)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Philippe, A
Baccigalupi, C
Anthony, B
Domingos, B
Barreiro, B
James, B
Bartolo, N
Stefano Battistelli, E
Battye, R
Bendo, G
Benoit, A
Bernard, J
Bersanelli, M
Bethermin, M
Pawel, B
Bonaldi, A
Francois, B
Jan, B
Martin, B
Burigana, C
Cai, Z
Philippe, C
Casas, F
Casasola, V
Guillaume, C
Anthony, C
Jens, C
Chon, G
Colafrancesco, S
Comis, B
Cuttaia, F
D'Alessandro, G
Da Silva, A
Davis, R
Avillez Miguel, D
Bernardis, P
De Bernardis, P
De Petris, M
De Rosa, A
De Zotti, G
Jacques, D
Desert, F
Dickinson, C
Maria Diego, J
Dunkley, J
Ensslin, T
Errard, J
Falgarone, E
Ferreira, P
Ferriere, K
Finelli, F
Andrew, F
Fosalba, P
Gary, F
Galli, S
Ken, G
Juan, G
Ghribi, A
Martin, G
Giraud-Heraud, Y
Gonzalez-Nuevo, J
Keith, G
Gruppuso, A
Alex, H
Hamilton, J
Haverkorn, M
Hernandez-Monteagudo, C
Herranz, D
Mark, J
Andrew, J
Khatri, R
Martin, K
Lamagna, L
Lattanzi, M
Leahy, P
Julien, L
Liguori, M
Liuzzo, E
Marcos, L
Juan, M
Maffei, B
Maino, D
Mangilli, A
Martinez-Gonzalez, E
Martins, C
Masi, S
Massardi, M
Matarrese, S
Melchiorri, A
Melin, J
Mennella, A
Mignano, A
Miville-Deschenes, M
Monfardini, A
Anthony, M
Pavel, N
Nati, F
Natoli, P
Negrello, M
Noviello, F
O'Sullivan, C
Paci, F
Pagano, L
Paladino, R
Nathalie, P
Paoletti, D
Peiris, H
Perrotta, F
Piacentini, F
Piat, M
Piccirillo, L
Pisano, G
Polenta, G
Pollo, A
Nicolas, P
Mathieu, R
Ricciardi, S
Roman, M
Rosset, C
Rubino-Martin, J
Salatino, M
Schillaci, A
Paul, S
Silk, J
Starobinsky, A
Stompor, R
Rashid, S
Tartari, A
Terenzi, L
Toffolatti, L
Tomasi, M
Neil, T
Tristram, M
Trombetti, T
Tucci, M
Van De Weijgaert, R
Van Tent, B
Verde, L
Vielva, P
Ben, W
Watson, R
Stafford, W
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))
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)-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)
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)
Istituto di Radioastronomia (IRA)
Cryo - Cryogénie
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 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)
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-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)-Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik ( Albert-Einstein-Institut ) (AEI)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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)
Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' [Rome]
Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics / Centre for Mathematical Sciences (DAMTP/CMS)
Source :
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2014, 02, pp.006. ⟨10.1088/1475-7516/2014/02/006⟩, Digital.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC, instname, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2014(02), 6-71. IOP PUBLISHING LTD, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Institute of Physics (IOP), 2014, 02, pp.006. ⟨10.1088/1475-7516/2014/02/006⟩, Hall, A 2014, ' PRISM (Polarized Radiation Imaging and Spectroscopy Mission): an extended white paper ', Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP), vol. 2014 . https://doi.org/10.1088/1475-7516/2014/02/006, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2014, 02, pp. 006(1)-006(20), RUO. Repositorio Institucional de la Universidad de Oviedo, Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos), Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC)-FCT-Sociedade da Informação, instacron:RCAAP, JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2014, 006(1)-006(20)
Publication Year :
2014

Abstract

PRISM (Polarized Radiation Imaging and Spectroscopy Mission) was proposed to ESA in May 2013 as a large-class mission for investigating within the framework of the ESA Cosmic Vision program a set of important scientific questions that require high resolution, high sensitivity, full-sky observations of the sky emission at wavelengths ranging from millimeter-wave to the far-infrared. PRISM's main objective is to explore the distant universe, probing cosmic history from very early times until now as well as the structures, distribution of matter, and velocity flows throughout our Hubble volume. PRISM will survey the full sky in a large number of frequency bands in both intensity and polarization and will measure the absolute spectrum of sky emission more than three orders of magnitude better than COBE FIRAS. The data obtained will allow us to precisely measure the absolute sky brightness and polarization of all the components of the sky emission in the observed frequency range, separating the primordial and extragalactic components cleanly from the galactic and zodiacal light emissions. The aim of this Extended White Paper is to provide a more detailed overview of the highlights of the new science that will be made possible by PRISM, which include: (1) the ultimate galaxy cluster survey using the Sunyaev-Zeldovich (SZ) effect, detecting approximately 106 clusters extending to large redshift, including a characterization of the gas temperature of the brightest ones (through the relativistic corrections to the classic SZ template) as well as a peculiar velocity survey using the kinetic SZ effect that comprises our entire Hubble volume; (2) a detailed characterization of the properties and evolution of dusty galaxies, where the most of the star formation in the universe took place, the faintest population of which constitute the diffuse CIB (Cosmic Infrared Background); (3) a characterization of the B modes from primordial gravity waves generated during inflation and from gravitational lensing, as well as the ultimate search for primordial non-Gaussianity using CMB polarization, which is less contaminated by foregrounds on small scales than the temperature anisotropies; (4) a search for distortions from a perfect blackbody spectrum, which include some nearly certain signals and others that are more speculative but more informative; and (5) a study of the role of the magnetic field in star formation and its interaction with other components of the interstellar medium of our Galaxy. These are but a few of the highlights presented here along with a description of the proposed instrument.

Details

Language :
English
ISSN :
14757508 and 14757516
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2014, 02, pp.006. ⟨10.1088/1475-7516/2014/02/006⟩, Digital.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC, instname, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2014(02), 6-71. IOP PUBLISHING LTD, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Institute of Physics (IOP), 2014, 02, pp.006. ⟨10.1088/1475-7516/2014/02/006⟩, Hall, A 2014, ' PRISM (Polarized Radiation Imaging and Spectroscopy Mission): an extended white paper ', Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP), vol. 2014 . https://doi.org/10.1088/1475-7516/2014/02/006, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2014, 02, pp. 006(1)-006(20), RUO. Repositorio Institucional de la Universidad de Oviedo, Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos), Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC)-FCT-Sociedade da Informação, instacron:RCAAP, JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2014, 006(1)-006(20)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....1d44469160a899f4bd050f8ff807faaf
Full Text :
https://doi.org/10.1088/1475-7516/2014/02/006⟩