QUBIC, l’instrument astronomique traquant le début de l’Univers, est inauguré

À 5 000 mètres au-dessus du niveau de la mer, un instrument de classe mondiale mène une science de pointe pour trouver des indices vérifiables sur le moment où tout ce que nous savons a commencé à exister. Il s’agit du QUBIC, un instrument astronomique innovant qui associe la sensibilité des détecteurs bolométriques, refroidis à 273 degrés Celsius sous zéro (-273 °C), à la précision de la technologie interférométrique et à la possibilité d’imagerie spectrale : la mesure simultanée des couleurs de chaque pixel de l’image , permettant de soustraire les B-modes non primordiaux.

Des scientifiques de l’Institut des technologies de détection d’astroarticles (ITEDA) – qui composent la Commission nationale de l’énergie atomique, le CONICET et l’UNSAM – sont impliqués dans ce projet, ainsi que des chercheurs de France, d’Italie, du Royaume-Uni et d’Irlande.

Développé à l’origine en France et en Italie en collaboration avec l’Irlande, le Royaume-Uni et les États-Unis, l’instrument a été assemblé, mis en service et testé dans les laboratoires de la Commission nationale de l’énergie atomique.

QUBIC est en concurrence avec plusieurs autres projets de cosmologie observationnelle étudiant les modes B primordiaux : BICEP/KECK, CLASS, SPIDER des États-Unis, Ali-CPT de Chine, et le projet de satellite japonais (avec une large contribution européenne) LiteBIRD (prévu pour 2033 ). ). Cependant, aucun de ces télescopes ne peut être comparé à QUBIC en termes d’interférométrie.

Bien que la découverte définitive du mode B doive être confirmée indépendamment par différents groupes, la collaboration QUBIC vise un sujet de grande importance en cosmologie et en Argentine en particulier.

Tâches effectuées en Argentine

Le projet QUBIC est le fruit d’une collaboration entre 130 chercheurs et ingénieurs en France, en Italie, en Argentine, au Royaume-Uni et en Irlande. L’instrument a été développé en France à APC (Paris) entre 2008 et 2018 et testé dans le même laboratoire entre 2019 et 2020.

En juillet 2021, il est arrivé en Argentine. Il a été emmené au laboratoire d’intégration du CNEA Northwest Regional (construit à cet effet) à Salta, où il a été assemblé, mis en service et testé pendant un an.

De plus, les tâches suivantes ont été réalisées dans notre pays : conception et construction du châssis, du système de mouvement du châssis, du laboratoire de cryogénie du Centre Nucléaire de Constituyentes ; du système de libération membranaire des absorbeurs du rayonnement incident des capteurs quantiques cryogéniques et du dôme. D’autre part, l’infrastructure qui abrite le télescope à Alto Chorrillos a été construite, avec l’installation de générateurs et d’un réservoir de carburant, ainsi que la conception et la construction du système électrique. Ces tâches devaient être complétées par d’autres, telles que la construction de routes d’accès et l’installation de l’abri, ainsi que l’électricité et les communications sur le site.

L’appareil est maintenant opérationnel et prêt à commencer à collecter des données pour l’étalonnage.

La recherche de pointe permet le développement de technologies de pointe

QUBIC tente d’aborder ces premiers instants du cosmos. La théorie de l’inflation cosmologique a été proposée dans les années 1980 pour expliquer la géométrie plate et l’extrême homogénéité de l’espace-temps. L’inflation fournit un mécanisme physique pour créer des fluctuations de densité primordiales dans l’univers, qui ont ensuite donné naissance à des structures à grande échelle (amas de galaxies, galaxies, étoiles). C’est une période où l’Univers a connu une expansion extrêmement rapide qui a eu lieu environ 10 à 35 secondes après le Big Bang.

Bien que toutes les observations à ce jour soient cohérentes avec la théorie de l’inflation, nous n’avons toujours aucune preuve directe que cela s’est réellement produit. Si l’inflation s’était produite, les calculs auraient indiqué qu’elle aurait laissé de minuscules traces sous la forme d’ondes gravitationnelles immaculées, qui laisseraient leur marque sur le fond cosmique des micro-ondes sous la forme d’un type spécifique de polarisation du rayonnement, connu sous le nom de modes B. , qu’aucun autre mécanisme primordial ne pourrait produire. Si des modes B primordiaux sont découverts, c’est une preuve directe de l’inflation de phase, une découverte importante en cosmologie avec de profondes conséquences pour la physique des particules.

L’étude du modèle en mode B permettra l’étude de la physique fondamentale à des énergies qui seront inaccessibles dans les accélérateurs de particules dans les siècles à venir. La recherche des modes B pose un grand défi aux astrophysiciens. Le signal attendu est extrêmement faible et sa détection nécessite des détecteurs très sensibles et un télescope d’une précision exceptionnelle. Il n’est pas facile d’analyser le signal provenant du fond micro-onde car il est également affecté par la présence de modes B non primordiaux générés par la poussière dans notre propre galaxie qui doivent être éliminés.

Malgré les progrès impressionnants qui ont été réalisés dans notre compréhension de l’univers au cours des dernières décennies, il reste encore des mystères non résolus, par exemple ceux liés à la matière noire, à l’énergie noire ou aux événements des premiers instants de l’univers.

Malgier Favager

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