Le projet LiteBIRD

LiteBIRD, le satellite Lite (Light) pour l'étude de la polarisation en mode B et de l'inflation à partir de la détection de rayonnement de fond cosmique, est une mission spatiale dirigée par le Japon visant à contraindre la cosmologie primordiale et la physique fondamentale via une mesure de haute précision du fond diffus cosmologique (CMB ) polarisation. Après trois générations de satellites (COBE, WMAP et Planck), ce sera la première mission spatiale d'études CMB entièrement dédiée à la polarisation. LiteBIRD est une mission stratégique de classe L au Japon et est fortement soutenue en Europe par les agences spatiales française (CNES) et italienne (ASI). Le lancement est prévu à la fin des années 2020 à l'aide de la fusée H3 de la JAXA et la mission examinera le ciel complet depuis son point de vue à L2.

L'objectif scientifique principal de LiteBIRD est d'effectuer une recherche définitive du signal de l'inflation cosmique, soit en faisant une découverte, soit en excluant des modèles inflationnistes bien motivés. Il contraindra avec une précision sans précédent le rapport tenseur sur scalaire r : l'incertitude totale sur la mesure de r devrait être δr < 0,001 à 68 % CL. Les mesures de LiteBIRD nous fourniront également un aperçu de la nature quantique de la gravité et d'autres nouvelles physiques au-delà des modèles standard de la physique des particules et de la cosmologie. Pour atteindre ces objectifs, LiteBIRD effectuera des observations sur trois ans, en balayant le ciel complet dans 15 bandes de fréquences entre 34 et 448 GHz avec trois télescopes, pour atteindre une sensibilité totale de 2,16 uK-arcmin avec une angulation typique résolution de 0.5 degrés à 100 GHz.

Au-delà de l'utilisation de plus de 4 000 détecteurs TES, la conception de LiteBIRD repose également sur un contrôle élevé des effets systématiques instrumentaux, notamment via l'utilisation de trois lames demi-onde en rotation continue.

Activités scientifiques à l'APC

LiteBIRD est une mission JAXA avec une forte implication de l'Europe, et en particulier du CNES qui est PI de deux (MFT et HFT) des trois instruments. Dans ce contexte, APC participe à de nombreux aspects scientifiques de la préparation de la mission, tels que le problème de soustraction de l'avant-plan et l'évaluation de l'effet instrumental.

• Effets systématiques instrumentaux et astrophysiques, modélisation et correction -- APC joue un rôle central dans la modélisation, les simulations et la dérivation des exigences d'étalonnage. L'équipe est également experte dans la modélisation, la caractérisation et la suppression des avant-plans galactiques, qui sont la principale limitation à la détection des ondes gravitationnelles primordiales ;
• Analyse des données et interprétation cosmologique -- APC effectue également l'analyse cosmologique sur les cartes CMB corrigées des incertitudes systématiques et nettoyées des avant-plans ;
• Théorie --- bien qu'ils ne soient pas membres officiels de LiteBIRD, plusieurs chercheurs d'APC étudient les performances de LiteBIRD dans la limitation de l'inflation ou d'autres scénarios exotiques de l'univers précoce.

Plusieurs membres d'APC sont également des membres actifs du conseil de gouvernance intérimaire, codirigeant le groupe d'étude conjoint international des incertitudes systématiques ainsi que l'équipe de performance.

Activités techniques à l'APC

APC participe au développement de l'instrument, faisant partie du groupe Sytem en tant qu'experts en architecture thermique et simulations (la responsabilité de l'architecture thermique a été transférée du LESIA à l'APC en 2021). Une participation aux activités AIT (Assembly, Integration, Tests) des plans focaux instrumentaux est en cours de discussion avec le consortium.

 

Membres actuels du groupe

M. Bucher, K. Ganga, L. Grandsire, J.-Ch. Hamilton, M. Le Jeune, G. Patanchon, J. Errard, M. Piat, C. Leloup, J.-P. Thermeau, R. Stompor et W. Wang.