Des observatoires en activité dans le monde entier ciblent des régions du ciel caractérisées par une faible contamination par rayonnement galactique à la recherche d'empreintes d'ondes gravitationnelles cosmologiques (CGW) nées pendant inflation - phase mystérieuse d'expansion quasi exponentielle de l'espace dans l'univers primitif. Une nouvelle étude menée par la collaboration POLARBEAR dirigée par SISSA fournit un nouvel algorithme de correction qui permet aux chercheurs de presque doubler la quantité de données fiables obtenues dans de tels observatoires, ouvrant ainsi l'accès au territoire inexploré du signal produit par le CGV avant le Big Bang. .
« Selon la compréhension actuelle, immédiatement après le Big Bang, l’univers était très petit, dense et chaud. En 10 à 35 secondes, son expansion a été multipliée par 1030 XNUMX", explique Carlo Bacigalupi, coordinateur du groupe d'astrophysique et de cosmologie du SISSA. « Ce processus, connu sous le nom d’inflation, a donné naissance à des ondes gravitationnelles cosmologiques, qui peuvent être détectées à partir de la polarisation du fond diffus cosmologique laissé par le Big Bang. L'expérience POLARBEAR recherche de tels signaux avec le télescope Juan Tran dans le désert d'Atacama, au nord du Chili, dans la région d'Antofagasta.
L'analyse des données obtenues par l'observatoire POLARBEAR est un processus complexe dans lequel la fiabilité des mesures est un facteur clé.
Au cours des deux dernières années, Anto Lonappan, étudiant diplômé du SISSA, et Satoru Takakura de l'Université de Boulder, Colorado, ont caractérisé la qualité de l'ensemble de données étendu de la collaboration POLARBEAR, en suivant toutes les incertitudes et systématiques instrumentales et physiques connues. "Nous avons mis en œuvre un algorithme qui détermine la précision des mesures dans le "grand point" - une zone s'étendant sur environ 670 degrés carrés dans l'hémisphère sud, où notre sonde détecte des données cohérentes avec celles d'autres sondes observant le même endroit, comme car le BICEP2/Keck Array est situé au pôle Sud", expliquent-ils.
De grands développements du point de vue expérimental sont en cours. Un système de trois télescopes POLARBEAR améliorés, connu sous le nom de Simons Array, est en cours de préparation. L'Observatoire Simons, un nouveau système de télescopes à petite et grande ouverture, commencera à fonctionner à proximité d'Atacama en 2023. Plus tard cette décennie, le satellite LiteBIRD volera et un réseau élargi d'observatoires au sol situés dans le désert d'Atacama et au pôle Sud, connu sous le nom de « étape IV », complétera ces observations.
"Tous ces efforts conduiront à la mesure finale du CGV, révélant en même temps les informations les plus importantes sur les composants cosmologiques de l'énergie noire et de la matière", conclut Bacigalupi. "Grâce à la mission principale de SISSA en tant qu'école doctorale qui prépare les étudiants à travailler en tant que jeunes chercheurs, notre institut apporte et apportera une contribution significative à la résolution des principales tâches modernes de la physique, telles que l'actuelle visant à étudier les ondes gravitationnelles a infime fraction de seconde après le Big Bang ».
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