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Thèse instrumentation en Astrophysique entre IAS (Orsay) et IAC (Tenerife) : Spectroscopie du ciel en radio et submillimétrique.(H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : lundi 10 octobre 2022

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Informations générales

Référence : UMR8617-PATJEA-060
Lieu de travail : ORSAY
Date de publication : lundi 8 août 2022
Nom du responsable scientifique : Bruno MAFFEI
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

L'étudiant(e) en thèse travaillera dans les deux instituts (IAS et IAC) environ 50/50 pourcent du temps sur le concept instrumental général d'un tel spectromètre, que ce soit pour le sol ou pour un projet embarqué en ballon ou mission spatiale.
Ces travaux comprendront non seulement des développements instrumentaux mais incluront aussi des prédictions sur le signal observable, ainsi que des contributions sur le développement de méthodes d'analyses des futures données.
La recherche de l'étudiant(e) pourra se focaliser sur :
• La modélisation optique du concept instrumental qui est cruciale pour atteindre les objectifs scientifiques ;
• L'étude des effets systématiques d'un tel instrument ;
• L'étude des effets de l'atmosphère, les deux instruments (BISOU et TMS) souffriront de l'émission atmosphérique qui devra être soustraite des observations ;
• Étude de l'étalonnage de tels instruments ;
• Une contribution potentielle dans le concept/développement de l'optique du futur instrument MHFT de la mission CMB LiteBIRD.

Compétences :
• Un diplôme de master niveau M2 ou équivalent ;
• Bonnes bases de l'astrophysique, cosmologie en particulier
• Un gout pour l'instrumentation ;
• De bonnes bases en optique et si possible connaissances de l'instrumentation en astrophysique ;
• Une bonne maitrise de l'anglais.

Contexte de travail

Depuis les dernières mesures de la mission COBE, datant de plus de 25 ans, aucun progrès n'a été effectué dans la mesure du spectre du CMB. Toutefois, plusieurs processus peuvent créer des distorsions spectrales : Le paramètre y appelé distorsion Compton est principalement due à un fond créé par l'effet Sunyaev-Zel'dovich thermique du aux clusters de galaxies non-résolues à haut redshift. Le deuxième, le paramètre μ, ou potentiel chimique, ne pouvant être produit que dans l'Univers primordial. Le signal associé au paramètre y est environ 10 fois plus faible que la limite des distorsions spectrales fixée par COBE-FIRAS, le signal associé au paramètre μ étant lui encore plus faible d'environ 2 ordres de magnitude supplémentaires.
Plusieurs missions spatiales (PIXIE, PRISTINE, FOSSIL par exemple) ont été proposés ces dernières années afin d'effectuer une mesure bien plus précise du spectre du CMB. Celles-ci n'ont pas été sélectionnées par manque de maturité du concept instrumental ainsi que de certaines technologies.
Suite une proposition de l'équipe Cosmologie à l'IAS, le CNES a commencé une étude de phase 0 pour un projet ballon (BISOU) précurseur d'une telle mission, dont le but est d'effectuer la première détection du paramètre y à l'aide du spectromètre à transformés de Fourier couvrant des fréquences entre 90 et 2000 GHz.
Par ailleurs, l'IAC ayant une large expertise aux plus basses fréquences (QUIJOTE par exemple) travaille en ce moment sur le développement d'un spectromètre au sol – TMS.
Il est donc important de consolider l'expertise entre ces deux instituts afin d'établir un concept instrumental pour ce type de mesures, ainsi que d'étudier les effets systématiques de celui-ci.

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