Constraints on primordial gravitational waves from the large scales CMB data
par Sylvain Vanneste
Thèse de doctorat en Astroparticules et cosmologie
Sous la direction de Matthieu Tristram et de Sophie Henrot-Versillé.
Soutenue le 20-09-2019
à l'Université Paris-Saclay (ComUE) , dans le cadre de École doctorale Particules, hadrons, énergie et noyau : instrumentation, imagerie, cosmos et simulation (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Université Paris-Sud (1970-2019) (établissement opérateur d'inscription) et de Laboratoire de l'accélérateur linéaire (Orsay, Essonne ; 1969-2019) (laboratoire) .
Le président du jury était Fabien Cavalier.
Le jury était composé de Matthieu Tristram, Sophie Henrot-Versillé, Fabien Cavalier, Stéphanie Escoffier, Juan-Francisco Macias-Pérez, Julien Grain, Carlo Baccigalupi, Anthony J. Banday.
Les rapporteurs étaient Stéphanie Escoffier, Juan-Francisco Macias-Pérez.
- Cosmologie
- Analyse de données
- Fond diffus cosmologique
- Inflation
- Ondes gravitationnelles
- Big bang
- Astrophysique
mots clés
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Titre traduit
Contraintes sur les ondes gravitationnelles primordiales à partir des grandes échelles des données du CMB à grande échelle
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Résumé
Cette thèse s’articule autour du développement d'outils d’analyse des modes B du fond diffus cosmologique (CMB) dans le but d'estimer l’amplitude des ondes gravitationnelles primordiales produites durant la période inflationnaire.Nous nous intéressons plus précisément aux grandes échelles angulaires, pour lesquelles le signal attendu des modes B primordiaux est dominant. Ces échelles étant particulièrement contaminées par des émissions polarisées galactiques, nous avons étudié et développé des méthodes permettant de réduire ces contaminations et de caractériser les résidus. Ces outils peuvent être utilisés pour analyser les données des satellites tels que Planck ou LiteBIRD. Afin de quantifier l’amplitude des modes B, nous avons développé et caractérisé un estimateur de spectre en puissance des anisotropies du CMB. Celui-ci s’exécute dans l'espace des pixels et permet de croiser des cartes mesurées par différent détecteurs. La méthode est optimale, et minimise les fuites de variance des modes E vers les modes B.Nous avons appliqué les méthodes de nettoyage et d’estimation de spectre aux cartes de données et de simulations en polarisation fournies publiquement par Planck. Nos contraintes sur la comportement spectral de la poussière et du rayonnement synchrotron galactique sont en accord avec les analyses précédentes. Enfin, nous avons pu déduire une limite supérieure sur l’amplitude des ondes gravitationnelles primordiales.
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Résumé
This thesis focuses on the development of analysis tools of the primordial B modes of the Cosmic Microwave Background (CMB). Our goal is to extract the amplitude of the primordial gravitational waves produced during the inflationary period.Specifically, we are interested in the large angular scales, for which the primary B modes signal is expected to be dominant. Since these scales are particularly contaminated by polarised galactic emissions, we have studied and developed approaches to reduce those contaminations and to characterise their residuals. Those methods are applicable to satellite missions such as Planck or LiteBIRD.In order to estimate the B modes amplitude, we developed and characterised a CMB anisotropies power spectrum estimator. The algorithm is pixels-based and allows to cross-correlate maps measured by different detectors. The method is optimal and minimises the E-to-B variance leakage.We applied the cleaning and spectrum estimation approaches to the polarisation data and simulation maps publicly provided by Planck. The constraints that we deduce are in agreement with past analysis. Ultimately, we derive an upper limit on the primordial gravitational waves amplitude.
Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.
