Simons Observatory site. Crédits: Deborah Kellner
Description générale
Simons Observatory (SO) est une expérience CMB (le fond diffus cosmologique) de nouvelle génération, rassemblant 60 000 détecteurs TES sur deux types de télescopes : 3 Small Aperture Telescopes (SATs) et un Large Aperture Telescope (LAT). Cet hybride s'est avéré être l'approche la plus efficace pour étudier l'Univers ancien et tardif [Barron et al 2018]. 5 ans d'observations avec les SAT donneront des contraintes sur les ondes gravitationnelles primordiales avec une précision sur le rapport tenseur sur scalaire de sigma(r)~0.003 (voir Fig. 1). Une correction de l'effet de lentille gravitationnelle interne ou externe améliorera encore cette performance [Namikawa et al 2021]. Le LAT limitera la formation et l'évolution de structures à grande échelle grâce à l'observation d'amas O(20 000) SZ et à la lentille gravitationnelle sur fsky ~ 40 % du ciel. Grâce à kSZ, le LAT étudiera également la période de réionisation. Ainsi SO ouvrira donc une fenêtre sur l'Univers primordial ainsi que sur la dynamique actuelle de l'Univers.
Pour atteindre ces objectifs scientifiques, les émissions galactiques telles que les poussières et le rayonnement synchrotron polarisé constituent un enjeu majeur. Les SATs et les LAT observent dans 6 bandes de fréquences de 27GHz à 280GHz, de sorte que SO pourra caractériser et supprimer les avant-plans galactiques [The SO collaboration 2018]. De plus, cela permettra également à SO de nous donner une meilleure compréhension de la physique en jeu dans notre propre galaxie [The SO galactic science working group, 2021 in prep].
À partir de 2021, SO est en construction dans le désert d'Atacama au Chili (Fig. 2) et pourra capturer sa première lumière au cours de 2022. La durée nominale du projet est de 5 ans.
Activités à l'APC
Les activités des membres SO à APC sont axées sur l'analyse des données. Nous sommes impliqués dans presque toutes les étapes de l'analyse présentée Fig. 3. Des données brutes du détecteur utilisées pour obtenir les cartes du ciel dans chaque fréquence SO à l'estimation des paramètres cosmologiques tels que le rapport tenseur/scalaire. Nous développons de nouveaux codes de cartographie efficaces et largement parallèles capables d'atténuer plusieurs effets instrumentaux, comme le signal de détection du sol au bruit atmosphérique [El Bouhargani et al. 2022].
Nous travaillons également sur un schéma de séparation des composants statistiquement robuste, capable de supprimer les signaux galactiques de notre carte CMB. Cela nous donne une estimation de la façon dont l'erreur de la séparation des composants se propage aux paramètres cosmologiques. Cette méthode (par exemple Stompor et al. 2016) peut être généralisée pour tenir compte des effets instrumentaux et utilisée pour l'estimation d'autres paramètres cosmologiques tels que la biréfringence cosmique.
Nous travaillons également sur l'optimisation de l'estimation des spectres de puissance : SO observera un ciel partiel, créant des modes de polarisation parasites une fois dans l'espace harmonique. Nous essayons d'atténuer cet effet en optimisant la forme du masque de ciel.
Grâce à la résolution d'angle d'arcmin du LAT, l'équipe APC se concentre également sur les objets tardifs tels que les amas de galaxies à travers les effets SZ, la lentille gravitationnelle et leur corrélation croisée avec les mesures optiques et spectroscopiques (observatoire Rubin, Euclid, DESI ).
Membres passés et présents
Présents : James Bartlett, Hamza El Bouhargani, Josquin Errard, Kenneth Ganga, Baptiste Jost, Jean-Baptiste Melin, Magdy Morshed, Radek Stompor
Passés: Dominic Beck, Clara Vergès
Références
Pré-publication: https://arxiv.org/pdf/1808.07445.pdf
Livre blanc : https://arxiv.org/pdf/1907.08284.pdf
Video : https://www.youtube.com/watch?v=p6N6TwK15xI (Simons Observatory Explained)
Figure 1 : Projection du SO pour les paramètres du spectre primordial, Source : Simons Observatory official website
Figure 2 : Carte de l'étude du CMB Source : http://b3dcmb.in2p3.fr/
