L'optimisation de l'expérience BAO radio HIRAX
L'une des questions les plus importantes de la cosmologie contemporaine est la nature de l'énergie noire (dont la découverte était à l'origine du Prix Nobel de physique 2011). L'énergie noire s'explique-t-elle par une constante cosmologique ou par une forme d'énergie encore plus exotique ?
Les oscillations baryoniques acoustiques (BAO) nous permettent de cartographier l'histoire de l'expansion de l'univers et ainsi de déduire les propriétés de l'énergie noire. Alors que beaucoup d'expériences cherchent à mesurer les BAO en utilisant les bandes visibles et infrarouges, les observations radio comportent beaucoup d'avantages, en particulier les observations de la raie à 21cm permettent d'obtenir les décalages vers le rouge automatiquement. Dans le visible ou l'infrarouge les observations sont essentiellement bidimensionnelles et pour la troisième dimension on doit soit se contenter des décalages vers le rouge photométriques qui sont très approximatifs, soit recourir à des spectrographes avec des centaines de fibres. Les observations radio en revanche sont intrinsèquement tridimensionnelles.
Ce stage M2, qui normalement devrait déboucher sur une thèse commençant l'année suivante, porte sur une étude d'optimisation pour les mesures BAO de l'emplacement des 1024 antennes de l'expérience HIRAX située dans l'hémisphère sud, à l'emplacement du futur site SKA (Square Kilometer Array) en Afrique du Sud. Afin d'effectuer cette optimisation il faut modéliser le signal des galaxies ainsi que la contamination parasite du rayonnement synchrotron de notre galaxie et simuler la reconstruction du spectre de puissance des galaxies sous différents emplacements des antennes. L'étudiant apprendra l'art de l'interférométrie radio appliquée à la nouvelle technique baptisée «intensity mapping». Après ce stage l'étudiant pourra s'intégrer à la collaboration internationale HIRAX pour une thèse.
Responsable : Martin BUCHER, Directeur de recherche CNRS, Groupe Cosmologie APC, (bucher
apc.univ-paris7.fr)