Le rayonnement fossile à 3K est la première lumière de l’Univers et a été émis environ 380000 ans après le Big Bang. Il possède un spectre de corps noir avec une température d’environ 2.73K et peut ainsi être observé dans la gamme de longueurs d’onde millimétriques. Le rayonnement fossile fait l’objet d’intenses recherches en cosmologie observationnelle, en particulier au niveau de la polarisation qui renfermerait les traces de l’inflation, une phase d’expansion exponentielle de l’Univers aux tous premiers instants.

Ce stage propose de refaire l’expérience de Penzias et Wilson qui permit pour la première fois de détecter le rayonnement fossile à 3K en 1965. L’utilisation de    techniques radio aujourd’hui accessibles à peu de frais permet de détecter ce rayonnement en région parisienne, en utilisant les mêmes méthodes de mesure que celles de Penzias et Wilson. On utilisera pour cela une antenne de réception de TV par satellite fonctionnant à 10GHz et qui a été légèrement modifiée

Les travaux porteront principalement sur l’optimisation du système de contrôle et d’acquisition qui sera basé sur un micro-controleur à définir. Des études complémentaires pourront être réalisées afin d’optimiser le système de pointage, la méthode de balayage du ciel, les étalonnages, mais aussi le traitement des données. Une étude des différentes sources d'erreurs systématiques liées au processus d'étalonnage et des différentes approximations utilisées lors de l'analyse des données pourrait également être envisagée. Les mesures sur le ciel seront réalisées sur la terrasse du bâtiment Condorcet, à l’APC. D’autres sources astrophysiques comme le Soleil, la Lune, le plan galactique seront aussi observées afin d’évaluer les performances de l’instrument dans ses différentes configurations.

Les domaines de compétence nécessaire sont essentiellement l’électronique    d’acquisition et le software associé, la mécanique et le traitement de signaux. Des notions d’astronomie, de cosmologie et d’instrumentation millimétrique seront abordées au cours de ce stage.