D17 Cosmologie quantique : recherche d'ondes gravitationnelles primordiales

Topique

La clé de ce modèle réside dans les expériences de nouvelle génération : un satellite observant l’ensemble du ciel et un réseau de télescopes cryogéniques terrestres. Ces expériences sont conçues pour mesurer la polarisation du fond diffus cosmologique avec une sensibilité suffisante pour détecter de manière concluante, ou exclure totalement, le signal primordial des ondes gravitationnelles issues de l’inflation. Cela nécessite le déploiement d’un grand nombre de détecteurs supraconducteurs répartis sur de nombreuses bandes de fréquences.

Les deux expériences requièrent au préalable des techniques permettant d’éliminer un signal parasite produit par l’effet de lentille gravitationnelle ordinaire avant de pouvoir accéder au signal inflationnaire lui-même, beaucoup plus faible, qui se situe sous cette contamination.

L’aspect le plus remarquable de l’expérience satellitaire est son observation continue de l’ensemble du ciel sur de nombreuses bandes de fréquences simultanées. Ceci permet de séparer clairement le signal du fond diffus cosmologique de la poussière de notre galaxie et des émissions synchrotron. Le signal recherché est beaucoup plus faible que la polarisation ordinaire du fond diffus cosmologique, et la poussière galactique, aux basses fréquences, produit une figure de polarisation qui peut facilement être confondue avec celle-ci. Disposer d'un nombre suffisant de bandes spectrales distinctes permet de modéliser et de soustraire séparément les différentes composantes du signal de premier plan, révélant ainsi le signal primordial, s'il existe à ce niveau de sensibilité. S'il n'apparaît pas, même à ce niveau de sensibilité, des familles entières de modèles d'inflation seraient définitivement invalidées. Ainsi, des expériences de nouvelle génération qui ouvrent ce document jusqu'à la possible réfutation définitive qui le conclut, incluant l'élimination de la contamination par lentille gravitationnelle et la séparation du signal cosmique de la poussière galactique, la cosmologie quantique permet, par une même recherche et avec une sensibilité suffisante, de confirmer ou d'infirmer une fois pour toutes toute une famille de théories sur l'origine de l'univers.

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