Cosmologie

Recherche d'ondes gravitationnelles primordiales dans le Big Bang avec QUBIC, l'interféromètre bolométrique pour la cosmologie

L’étude des fluctuations polarisées du rayonnement fossile à 3K (Cosmic Microwave Background, CMB) apparaît aujourd’hui comme une voie incontournable pour progresser dans notre compréhension de l’Univers. Après Planck, la communauté européenne s’implique actuellement dans la petite mission spatiale japonaise LiteBird. Des études sont également en cours en préparation d’une grande mission spatiale dédiée à la caractérisation complète de la polarisation du ciel sub-millimétrique et millimétrique en vue de l’appel d’offre ESA M6 ou d’une collaboration avec l’Inde. 

The Planck mission and the current generation of ground-based cosmic microwave background (CMB) experiments (e.g., the Atacama Cosmology Telescope and the South Pole Telescope) have ushered in a new era of large-scale structure (LSS) studies. With arcminute resolution at frequencies around 100 GHz, CMB observatories probe the distribution of ionized gas in the circumgalactic medium (CGM) and the intergalactic medium (IGM) through the Sunyaev-Zeldovich (SZ) effects, the total mass distribution through gravitational lensing of the CMB and dust emission associated with

Context. One of the main questions of modern cosmology and physics concerns the origin of the Universe, its structure and its evolution, as we observe today. Thanks to the tremendous progress made in the last decade, in big part driven by the Europe-led satellite mission Planck, the stage has been set to start addressing this kind of questions for the first time in a meaningful way.

L’observation des fluctuations du fond diffus micro-onde fournissent une vue unique sur l'univers primitif et les lois fondamentales de la physique aux énergies les plus extrêmes (typiquement douze ordres de grandeur au-dessus de ce qui pourrait être atteint au Large Hadron Collider). La mission spatiale Planck, menée avec succès par l’Europe, a fourni la caractérisation ultime des fluctuations en intensité du CMB et une détection robuste de certains signaux polarisés.

Observations of the Cosmic Microwave Background fluctuations provide a unique view onto the early universe and the fundamental laws of physics at the most extreme energies (typically twelve orders of magnitude above what could be achieved at the Large Hadron Collider). The successful European-led space mission Planck provided the ultimate characterization of the CMB fluctuations in total intensity and a robust detection of some of the polarization signal.

Les données de la mission spatiale Planck, qui a observé l'émission de la totalité du ciel microonde dans 9 bandes de fréquences entre 30 et 857 GHz, constituent une mine d'information pour la compréhension et la caractérisation des diverses émissions astrophysiques émettant dans cette gamme de longueur d'onde.

La détection d'une signature d'ondes gravitationnelles primordiales dans les modes B de polarisation du fond cosmologique microonde est l'un des objectifs phares en cosmologie observationnelle pour la décennie à venir. L'une des principales difficultés de cette détection réside dans la contamination du signal par les émissions astrophysiques d'avant-plan. L'objectif du stage sera d'évaluer l'impact de cette contamination en fonction des modèles d'émission astrophysique.

Les études du fond diffus cosmologique (CMB -
https://fr.wikipedia.org/wiki/Fond_diffus_cosmologique) est l'un des
piliers de la cosmologie, et a contribué à transformer le domaine en
science de précision. Il reste cependant beaucoup à apprendre du
CMB. Le « Saint Graal » des recherches du CMB est de détecter la
signature des ondes gravitationnelles primordiales dans la
polarisation du CMB. Comme nous recherchons des signaux toujours plus