Contraintes sur la biréfringence cosmique à partir de l'analyse des données polarisées du fond diffus cosmologique de Planck
by Gaël Roudier
Doctoral thesis in Astronomie et astrophysique
Under the supervision of Ken Ganga and Guillaume Patanchon.
defended on 2011
in Paris 7 , under the authority of École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine ; 1992-....) .
Thesis committee President: Pierre Binétruy.
Thesis committee members: Jean-Michel Lamarre, Jean-Loup Puget.
Examiners: Paolo Natoli Natoli, Créidhe O'Sullivan.
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Alternative Title
Constraints on cosmic birefringence from Planck Cosmic Microwave Background polarized data analysis
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Abstract
Planck is an European Space Agency space mission mainly devoted to the measurement of the Cosmic Microwave Background (CMB) temperature and polarization anisotropies. This signal allows to constrain the geometry and the content of the Universe, as well as its early theories. Cosmic birefringence, which could be a tracer of new physics, would be an imprint of fundamental laws violation. This data analysis thesis has been driven by the satellite signals, focusing on one of the most influent systematic impacting the science produced from the CMB maps, which is the characterization of the instrument contribution in the sky signal it measures. We have developped an original approach to constrain the optical part of the intrument response, known as the beam or lobe, as well as the part linked to Planck's detectors technology, the bolometers. The control of these systematics will be determinant to constrain the value of the cosmic birefringence angle, which have a tiny effect on the power spectra produced from the CMB maps. The constraints derived in this thesis from one year and a hall' of Planck's data on this effect are actually the strongest.
- Fond diffus cosmologique
- Polarisation
- Cmb
- Lobe
- Cosmologie
- Biréfringence
- Planck (satellite artificiel)
keywords
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Abstract
Planck est une mission spatiale de l'Agence Spatiale Européenne vouée principalement à la mesure des anisotropies en température et polarisation du fond diffus cosmologique. Ce dernier permet de contraindre la géométrie et le contenu de l'Univers, ainsi que les théories de ses tous premiers instants. La biréfringence cosmique, éventuel traceur de nouvelles physiques, serait une empreinte de violation de lois fondamentales. Cette thèse d'analyse des données de Planck a été bercée par le flot des signaux du satellite, portant une attention particulière à l'une des systématiques ayant un impact direct sur la science produite à partir des cartes du fond diffus, qu'est la caractérisation de la déformation instrumentale du ciel. Il a été developpé une approche originale pour contraindre la partie optique de la réponse de l'instrument, ou lobe, ainsi que la partie liée à la technologie des détecteurs de Planck, les bolomètres. Le contrôle de ces effets instrumentaux sont déterminants pour contraindre la valeur de l'angle de biréfringence cosmique, dont l'effet sur les spectres de puissances produits à partir des cartes du fond diffus est relativement petit. Les contraintes dérivées dans cette thèse à partir d'une année et demi de données de Planck sur cet effet sont les plus fortes à ce jour.
