BAORadio

BAORadio consiste en une activite de R&D pour explorer des techniques instrumentales et observationnelles qui permettront d’utiliser la cartographie d’intensite des emissions a 21 cm cosmologiques ou Intensity Mapping.  La raie a 21cm correspond a la transition hyperfine de l’atome d’hydrogene. Cette raie radio etroite signe la presence de l’hydrogene dans l’Univers. La reconstruction de la distribution de cette emission serait un moyen de reconstruire la distribution spatiale de la matiere dans l’univers. La finesse de la raie d’emission permet de connaitre precisement le redshift cosmologique auquel elle a ete emise. On aurait ainsi acces a la distribution de la matiere dans l’Univers dans les 3 dimensions. Ce resultat demande toutefois de surmonter des defis phenomenologiques, instrumentaux et observationnels. Pour extraire les   parametres cosmologiques d’observations a 21cm il faut par exemple relier la distribution de l’hydrogene a celle de la matiere ce qui demande une bonne connaissance des mecanismes d’evolution des structures. Le niveau du signal cosmologique a 21cm est tres faible, sa detection demande une grande surface collectrice, en limitant les couts de construction et d’exploitation au maximum et une excellente sensibilite. On pense utiliser des reseaux de plusieurs milliers d’antennes fonctionnant en mode interferometrique, le traitement numerique en ligne de leur signaux etant alors undes defis les plus complexe a relever. Le signal a 21cm est par ailleurs enfoui sous des effets d’avant-plans qu’il faut arriver a eliminer (ce qui semble pouvoir etre faisable en utilisant les distributions differentes de ceux-ci et du 21cm dans l’espace et en frequence). Dans cette thematique en developpement depuis en quinzaine d’annees, dans la perspectives d’instruments de grande taille comme SKA et PUMA, l’equipe du LAL a developpe des competences qu’elle poursuit suivant deux voies complementaires:

• PAON4 et Idrogen : PAON4 est un interferometre comportant 4 paraboles de 5m de diametre, installe a la station de Nancay, en collaboration avec cet institut, l’observatoire de Paris-Meudon et le CEA/DPHP. C’est une plateforme de test pour des techniques d’observation (en mode transit), d’acquisition des donnees et d’analyse. Nous y deployons une chaine de collection et d’acquisition innovante, comportant en particulier une carte de numerisation, IDROGEN, developpee dans le cadre du programme IN2P3 DacqGen, qui permet grace a l’utilisation du systeme de synchronisation White Rabbit de numeriser les signaux (a des frequences entre 1250 et 1500 MHz) au plus pres des recepteurs en evitant le transport de signaux RF sur de longues distance.
• Intrument pathfinder de Tianlai (reseau de paraboles) : Tianlai est une collaboration internationnale pilotee par le NAOC (Beijing, Chine), comportant aussi des partenaires aux USA (Fermilab et Wisconsin University a Madison en particulier). Elle a construit un instrument exploratoire comportant 3 antennes demi cylindriques equipees de recepteurs sur leur axe (geometrie aussi utilisee par l’instrument CHIME) et un interferometre plus conventionnel de 16 paraboles de 6m de diametre. Nous sommes plus particulierement impliques dans l’analyse des donnees de ce second instrument.

Personnes actuellement impliquees a IJCLab  :

Enseignants/chercheurs et Physiciens : R. Ansari, J. E. Campagne, O. Perdereau 

Equipe technique: D. Charlet (resp.), C. Cheikali, H. Grasland, K. Malkinski, A. Saussac, E. Plaige, M. Taurigna