XIIIème Ecole de Cosmologie
  12 - 18 novembre 2017 IESC, Cargèse
Le CMB de A à Z
Enjeux et défis du CMB comme sonde cosmologique

Contexte Scientifique


Maintenant que Planck se termine, la communauté CMB se tourne vers les nouveaux projets très ambitieux sur les (au moins) 20 prochaines années, avec (comme objectifs premiers) de meilleures contraintes sur la physique de l'Univers primordial (dont l'inflation). Pour cela, on procède notamment en tentant de mesurer l'empreinte des ondes gravitationnelles primordiales (sur la polarisation dite de Mode B), mais aussi en resserrant les contraintes sur la pente logarithmique du spectre des fluctuations scalaires primordiales, ainsi que les déviations possibles à une telle loi de puissance. Il s'agit aussi de contraindre la physique des neutrinos (nombre et masse), les meilleures contraintes actuelles sur la masse totale des trois familles de neutrinos se basent sur le CMB (<0.23 eV à 95% CL). De plus, avec le CMB comme plan source, on peut cartographier la distribution de la matière noire (à plus grand z que ce qui se fait par exemple avec Euclid, ce qui est donc très complémentaire pour une approche tomographique). La connaissance nécessaire des avant-plans fera aussi énormément progresser la physique des amas, par détection de l'effet Sunyaev-Zel'dovich de manière très complémentaire avec les mesures en X, ainsi que celle du milieu interstellaire de notre galaxie et notamment son champ magnétique. Il y a aussi d'autre projets pour améliorer d'un facteur mille la connaissance du spectre du corps noir, en cherchant les distorsions attendues, avec une physique très riche.


Ces axes scientifiques s'appuient sur des mesures Ballon (ex., le projet Bside en France, mais aussi  LSPE (Large-Scale Polarization Explorer) en Italie, SPIDER (un polarimètre embarqué en ballon pour les grandes échelles angulaires) aux USA, UK et Canada, des projets de satellites - LiteBIRD (encore en phase A) pour un lancement en 2025, CORE+ qui sera proposé en M5 à l'ESA en cours d'année pour un lancement en 2027-2028, le projet PIXIE (Primordial Inflation Explorer) pour mesurer le spectre pour un lancement en 2022, plus toutes les expériences sol (principalement aux USA ACT, SPT, BICEP2/Keck Array,  CLASS, POLARBEAR/Simons Array, QUIJOTE, QUBIC, , Simons Observatory, CMB-S4, etc. en Europe), qui en sont à la phase de déploiement de milliers de détecteurs sur le ciel avec des télescopes entre 1 et 10mn. La phase suivante (en projet), qui vise le déploiement d’environ 500 000 détecteurs sur le ciel à l'horizon 2025, sera mondiale et la communauté européenne devra y prendre une part significative.
 

LES GRANDS AXES DU PROGRAMME

  • Le paysage CMB : passé, présent et futur.
  • Compréhension de la mesure (technologie de détection, ex. bolomètres, mise en œuvre – cryogénie - conception d'ensemble pour mitiger les effets systématiques - en imagerie - en spectroscopie - stratégie d'acquisition/redondance) et base du traitement de données pour aboutir aux cartes et spectres.
  • Compréhension du ciel (des contributions d'avant plan (synchrotron, free, AME, poussière de la galaxie, Amas SZ, CIB,…) et les méthodes mathématiques d'analyse (incluant les difficultés à estimer les erreurs pour des modèles non paramétriques).
  • Situation théorique, compréhension des signature observationnelles, et leur utilisation pratique (vraisemblance, MC échantillonnage, etc.)


Objectifs de formation

Cette école, qui est ouverte à l’international, a pour objectifs la mise à niveau réciproque et le développement d'une communauté pluridisciplinaire sur des axes de recherche affichés par le CNRS. Elle farorisera un transfert de méthodes et techniques, et le développement d'une communauté pluridisciplinaire attenante ou intéressée au traitement statistique massif des données. Elle permettra de former les nouvelles générations de chercheurs, notamment sur la base de la communauté Planck existante. Ils pourront ainsi relever les nombreux défis de toutes natures que ces projets ambitieux impliquent, que ce soit du point de vue théorique, instrumental et d'analyse de données massives et complexes. Les compétences (déjà obtenues) dans le traitement de données intéressent d’autres communautés scientifiques qui ont déjà manifesté leur intérêt, ce qui induira la création de réseaux d'échanges et de collaborations.
Public concerné
    • La population cible est constituée de chercheurs qui travaillent dans les domaines concernant la cosmologie, avec une perspective de développer des collaborations. Les chercheurs appartenant à d'autres communautés, notamment en physique théorique et physique des hautes énergies, peuvent également être concernés, et principalement ceux intéressés au traitement et l'analyse des données.
    • L’école est aussi ouverte aux post-doctorants et doctorants, afin qu’ils aient une formation de pointe, ce qui leur donnera l’occasion de se connaître mutuellement et de se faire apprécier par leurs aînés.
Pré-requis
Un niveau doctoral en Astrophysique ou en Physique Théorique est suffisant pour bénéficier de cette formation.

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