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Performances en vol de l’expérience sous ballon stratosphérique PILOT

Doctorant : FOËNARD Gabriel

Directeur : BERNARD Jean-Philippe, MONTIER Ludovic

Début de thèse : Octobre 2014

Groupe thématique :  MICMAC

PILOT (Polarized Instrument for Long-wavelength Observation of the Tenuous interstellar medium) est une expérience embarquée sous ballon stratosphérique conçue pour étudier l’émission polarisée des grains de poussière du milieu interstellaire à une longueur d’onde de 240 μm (1.2 THz) avec une résolution angulaire de 2 arcminutes. 

Les objectifs scientifiques de la mission sont de contraindre la géométrie à grande échelle du champ magnétique de notre galaxie et d’étudier en détail les propriétés d’alignement des grains de poussière dans le champ magnétique. Les observations de PILOT s’inscrivent en complément des observations effectuées à l’aide du satellite Planck, avec une meilleure résolution angulaire, et en complément des observations en polarisation menées au sol avec des instruments comme NIKA2 installé sur le télescope de 30m de l’IRAM.

Cette thèse présente les performances en vol de PILOT mesurées lors des deux campagnes de vol ayant eu lieu à Timmins au Canada en septembre 2015 et à Alice Spring en Australie en avril 2017. Je présenterai également les premiers résultats scientifiques obtenus à la suite de ces deux vols.

Les fluctuations de brillance du fond cosmologique micro-onde à 2.7 K (CMB) portent la trace des fluctuations de densité qui ont donné naissance aux grandes structures de l’Univers. De même, la polarisation du CMB nous renseigne sur les anisotropies quadripolaires au moment du découplage matière rayonnement et contribuent, avec les mesures en intensité, à contraindre les paramètres cosmologiques. Certains des modes polarisés (modes B) pourraient même, s’ils sont détectés un jour, révéler la physique des premiers instants, durant la période d’inflation que les modèles actuels privilégient. Plus encore que pour les mesures d’intensité, la détection de la faible polarisation du CMB demandera une soustraction très précise des émissions d’avant-plan polarisées. Aux plus hautes fréquences qui seront utilisées par les expériences futures, il s’agira essentiellement de l’émission polarisée des grains de poussière en rotation dans les lignes de champs magnétiques de notre Galaxie. Le but de l’expérience sous ballon stratosphérique PILOT (cf. http://pilot.irap.omp.eu) est de mesurer cette émission polarisée avec une sensibilité jamais atteinte, à l’aide de matrices de bolomètres de grand format comptant plusieurs milliers de détecteurs. Le sujet proposé concerne le traitement et l'analyse des données de l’expérience PILOT. 

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