Thermal architecture for the QUBIC cryogenic receiver

QUBIC, the QU Bolometric Interferometer for Cosmology, is a novel forthcoming instrument to measure the B-mode polarization anisotropy of the Cosmic Microwave Background. The detection of the B-mode signal will be extremely challenging; QUBIC has been designed to address this with a novel approach, namely bolometric interferometry. The receiver cryostat is exceptionally large and cools complex optical and detector stages to 40 K, 4 K, 1 K and 350 mK using two pulse tube coolers, a novel 4He sorption cooler and a double-stage 3He/4He sorption cooler. We discuss the thermal and mechanical design of the cryostat, modelling and thermal analysis, and laboratory cryogenic testing.Fil: May, A. J.. University of Manchester; Reino UnidoFil: Chapron, C.. Astroparticule et Cosmologie; Francia. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Coppi, G.. University of Manchester; Reino UnidoFil: D’Alessandro, G.. Università di Roma; ItaliaFil: de Bernardis, P.. Università di Roma; ItaliaFil: Masi, S.. Università di Roma; ItaliaFil: Melhuish, S.. University of Manchester; Reino UnidoFil: Piat, M.. Astroparticule et Cosmologie; Francia. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Piccirillo, L.. University of Manchester; Reino UnidoFil: Schillaci, A.. Università di Roma; ItaliaFil: Thermeau, J. P.. Astroparticule et Cosmologie; Francia. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Bonaparte, J.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Di Donato, Andrés Leonardo. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Fasciszewski Zeballos, Alejandro Miguel. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Gamboa Lerena, Martín Miguel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Garcia, Beatriz Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Etchegoyen, Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Gomez Berisso, Mariano. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: González, M.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Harari, Diego Dario. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Kristukat, C.. Universidad Nacional de San Martín; ArgentinaFil: Medina, Maria Clementina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Argentino de Radioastronomía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Argentino de Radioastronomía; ArgentinaFil: Ringegni, P.. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ingeniería. Uidet Grupo de Ensayos Mecanicos Aplicados.; ArgentinaFil: Romero, Gustavo Esteban. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Argentino de Radioastronomía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Argentino de Radioastronomía; ArgentinaFil: Suarez, C.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Mundo, Luis Mariano. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ingeniería. Uidet Grupo de Ensayos Mecanicos Aplicados.; ArgentinaFil: Watson, B.. University of Manchester; Reino UnidoFil: Wicek, F.. Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire; FranciaFil: Zannoni, M.. Università degli Studi di Milano; ItaliaFil: Zullo, A.. Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare; ItaliaMillimeter, Submillimeter, and Far-Infrared Detectors and Instrumentation for Astronomy IXEstados UnidosSociety of Photographic Instrumentation Engineer

Detection chain and electronic readout of the QUBIC instrument

The Q and U Bolometric Interferometer for Cosmology (QUBIC) Technical Demonstrator (TD) aiming to shows the feasibility of the combination of interferometry and bolometric detection. The electronic readout system is based on an array of 128 NbSi Transition Edge Sensors cooled at 350mK readout with 128 SQUIDs at 1K controlled and amplified by an Application Specific Integrated Circuit at 40K. This readout design allows a 128:1 Time Domain Multiplexing. We report the design and the performance of the detection chain in this paper. The technological demonstrator unwent a campaign of test in the lab. Evaluation of the QUBIC bolometers and readout electronics includes the measurement of I-V curves, time constant and the Noise Equivalent Power. Currently the mean Noise Equivalent Power is ~ 2 x 10⁻¹⁶ W/√Hz

Detection chain and electronic readout of the QUBIC instrument

The Q and U Bolometric Interferometer for Cosmology (QUBIC) Technical Demonstrator (TD) aiming to shows the feasibility of the combination of interferometry and bolometric detection. The electronic readout system is based on an array of 128 NbSi Transition Edge Sensors cooled at 350mK readout with 128 SQUIDs at 1K controlled and amplified by an Application Specific Integrated Circuit at 40K. This readout design allows a 128:1 Time Domain Multiplexing. We report the design and the performance of the detection chain in this paper. The technological demonstrator unwent a campaign of test in the lab. Evaluation of the QUBIC bolometers and readout electronics includes the measurement of I-V curves, time constant and the Noise Equivalent Power. Currently the mean Noise Equivalent Power is ~ 2 x 10⁻¹⁶ W/√Hz

Genome-wide Analyses Identify KIF5A as a Novel ALS Gene

To identify novel genes associated with ALS, we undertook two lines of investigation. We carried out a genome-wide association study comparing 20,806 ALS cases and 59,804 controls. Independently, we performed a rare variant burden analysis comparing 1,138 index familial ALS cases and 19,494 controls. Through both approaches, we identified kinesin family member 5A (KIF5A) as a novel gene associated with ALS. Interestingly, mutations predominantly in the N-terminal motor domain of KIF5A are causative for two neurodegenerative diseases: hereditary spastic paraplegia (SPG10) and Charcot-Marie-Tooth type 2 (CMT2). In contrast, ALS-associated mutations are primarily located at the C-terminal cargo-binding tail domain and patients harboring loss-of-function mutations displayed an extended survival relative to typical ALS cases. Taken together, these results broaden the phenotype spectrum resulting from mutations in KIF5A and strengthen the role of cytoskeletal defects in the pathogenesis of ALS.Peer reviewe

The Comet Interceptor Mission

Here we describe the novel, multi-point Comet Interceptor mission. It is dedicated to the exploration of a little-processed long-period comet, possibly entering the inner Solar System for the first time, or to encounter an interstellar object originating at another star. The objectives of the mission are to address the following questions: What are the surface composition, shape, morphology, and structure of the target object? What is the composition of the gas and dust in the coma, its connection to the nucleus, and the nature of its interaction with the solar wind? The mission was proposed to the European Space Agency in 2018, and formally adopted by the agency in June 2022, for launch in 2029 together with the Ariel mission. Comet Interceptor will take advantage of the opportunity presented by ESA’s F-Class call for fast, flexible, low-cost missions to which it was proposed. The call required a launch to a halo orbit around the Sun-Earth L2 point. The mission can take advantage of this placement to wait for the discovery of a suitable comet reachable with its minimum ΔV capability of 600 ms−1. Comet Interceptor will be unique in encountering and studying, at a nominal closest approach distance of 1000 km, a comet that represents a near-pristine sample of material from the formation of the Solar System. It will also add a capability that no previous cometary mission has had, which is to deploy two sub-probes – B1, provided by the Japanese space agency, JAXA, and B2 – that will follow different trajectories through the coma. While the main probe passes at a nominal 1000 km distance, probes B1 and B2 will follow different chords through the coma at distances of 850 km and 400 km, respectively. The result will be unique, simultaneous, spatially resolved information of the 3-dimensional properties of the target comet and its interaction with the space environment. We present the mission’s science background leading to these objectives, as well as an overview of the scientific instruments, mission design, and schedule

QUBIC VII: The feedhorn-switch system of the technological demonstrator

We present the design, manufacturing and performance of the horn-switch system developed for the technological demonstrator of QUBIC (the Q&U Bolometric Interferometer for Cosmology). This system consists of 64 back-to-back dual-band (150 GHz and 220 GHz) corrugated feed-horns interposed with mechanical switches used to select desired baselines during the instrument self-calibration. We manufactured the horns in aluminum platelets milled by photo-chemical etching and mechanically tightened with screws. The switches are based on steel blades that open and close the waveguide between the back-to-back horns and are operated by miniaturized electromagnets. The measured electromagnetic performance of the feedhorns agrees with simulations. In particular we obtained a return loss around -20 dB up to 230 GHz and beam patterns in agreement with single-mode simulations down to -30 dB. The switches for this prototype were designed and built for the 150 GHz band. In this frequency range we find return and insertion losses consistent with expectations (< -25 dB and ∼-0.1 dB, respectively) and an isolation larger than 70 dB. In this paper we also show the current development status of the feedhorn-switch system for the QUBIC full instrument, based on an array of 400 horn-switch assemblies.Fil: Cavaliere, F.. Università degli Studi di Milano; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Mennella, A.. Università degli Studi di Milano; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Zannoni, M.. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Battaglia, P.. Istituto Nazionale di Astrofisica; ItaliaFil: Battistelli, E. S.. Università di Roma; ItaliaFil: De Bernardis, P.. Università di Roma; ItaliaFil: Burke, D.. National University of Ireland Galway; IrlandaFil: D'Alessandro, G.. Università di Roma; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: De Petris, M.. Università di Roma; ItaliaFil: Franceschet, C.. Università degli Studi di Milano; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Grandsire, L.. Universite de Paris; FranciaFil: Hamilton, J. C.. Universite de Paris; FranciaFil: Maffei, Brenda Luciana. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Manzan, E.. Università degli Studi di Milano; ItaliaFil: Marnieros, S.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Masi, S.. Università di Roma; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: O'sullivan, Cinthia Virginia. National University of Ireland Galway; IrlandaFil: Passerini, A.. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Pezzotta, F. Università degli Studi di Milano; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Piat, M.. Universite de Paris; FranciaFil: Tartari, A.. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Torchinsky, S. A.. Universite de Paris; Francia. Centre National de la Recherche Scientifique. Observatoire de Paris; FranciaFil: Viganò, D.. Università degli Studi di Milano; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Voisin, F.. Universite de Paris; FranciaFil: Ade, P.. Cardiff University; Reino UnidoFil: Alberro, José Gabriel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Uidet Grupo de Ensayos Mecánicos Aplicados; ArgentinaFil: Almela, A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Amico, G.. Università di Roma; ItaliaFil: Arnaldi, Luis Horacio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Auguste, D.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Aumont, J.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Azzoni, S.. University of Oxford; Reino UnidoFil: Banfi, S.. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Baù, A.. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Bélier, B.. Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies; FranciaFil: Bennett, D.. National University of Ireland Galway; IrlandaFil: Bergé, L.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Bernard, J. P.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Bersanelli, M.. Università degli Studi di Milano; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Bigot Sazy, M. A.. Universite de Paris; FranciaFil: Bonaparte, J.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: Bonis, J.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Bunn, E.. University of Richmond; Estados UnidosFil: Buzi, D.. Università di Roma; ItaliaFil: Chanial, P.. Universite de Paris; FranciaFil: Chapron, C.. Universite de Paris; FranciaFil: Charlassier, R.. Universite de Paris; FranciaFil: Cobos Cerutti, Agustin Cleto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Columbro, F.. Università di Roma; ItaliaFil: Coppolecchia, A.. Università di Roma; ItaliaFil: De Gasperis, G.. Universita Tor Vergata; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: De Leo, M.. Università di Roma; Italia. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; ArgentinaFil: Dheilly, S.. Universite de Paris; FranciaFil: Duca, Clara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Dumoulin, L.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Etchegoyen, Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Fasciszewski Zeballos, Alejandro Miguel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: Ferreyro, Luciano Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Fracchia, Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Gamboa Lerena, Martín Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; ArgentinaFil: Ganga, K. M.. Universite de Paris; FranciaFil: Garcia, Beatriz Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: García Redondo, Manuel Elías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Gaspard, M.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Gayer, D.. National University of Ireland Galway; IrlandaFil: Gervasi, M.. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Giard, M.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Gilles, V.. Università di Roma; ItaliaFil: Giraud Heraud, Y.. Universite de Paris; FranciaFil: Gomez Berisso, Mariano. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaFil: González, M.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Gradziel, M.. National University of Ireland Galway; IrlandaFil: Hampel, Matias Rolf. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Harari, Diego Dario. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Henrot Versillé, S.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Incardona, F.. Università degli Studi di Milano; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Jules, E.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Kaplan, J.. Universite de Paris; FranciaFil: Kristukat, Ralf Christian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Lamagna, L.. Università di Roma; ItaliaFil: Loucatos, S.. Universite de Paris; Francia. University of Manchester; Reino UnidoFil: Louis, T.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Marty, W.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Mattei, A.. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: May, A.. Universidad Nacional de San Martín; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: McCulloch, M.. Universidad Nacional de San Martín; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: Mele, L.. Università di Roma; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Melo, Diego Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Montier, L.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Mousset, L.. Universite de Paris; FranciaFil: Mundo, Luis Mariano. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Uidet Grupo de Ensayos Mecánicos Aplicados; ArgentinaFil: Murphy, J. A.. National University of Ireland Galway; IrlandaFil: Murphy, J. D.. National University of Ireland Galway; IrlandaFil: Nati, F.. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Olivieri, Enrique Daniel. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Oriol, C.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Paiella, A.. Università di Roma; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Pajot, F.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Pastoriza, Hernan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Pelosi, A.. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Perbost, C.. Universite de Paris; FranciaFil: Perciballi, M.. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Piacentini, F.. Università di Roma; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Piccirillo, Luis Alberto. Universidad Nacional de San Martín; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: Pisano, G.. Cardiff University; Reino UnidoFil: Platino, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Polenta, Gustavo Alberto. Centre D'etudes de Saclay; FranciaFil: Prêle, D.. Universite de Paris; FranciaFil: Puddu, R.. Italian Space Agency; ItaliaFil: Rambaud, D.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Rasztocky, Emiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Pontificia Universidad Católica de Chile; ChileFil: Ringegni, P.. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Uidet Grupo de Ensayos Mecánicos Aplicados; ArgentinaFil: Romero, Gustavo Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Pontificia Universidad Católica de Chile; ChileFil: Salum, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Schillaci, A.. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Argentino de Radioastronomía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Argentino de Radioastronomía; ArgentinaFil: Scoccola, Claudia Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; ArgentinaFil: Scully, S.. National University of Ireland Galway; IrlandaFil: Spinelli, S. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Stankowiak, G.. Universite de Paris; FranciaFil: Stolpovskiy, M.. Universite de Paris; FranciaFil: Supanitsky, Alberto Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Thermeau, J. P.. Universite de Paris; FranciaFil: Timbie, P.. University of Wisconsin; Estados UnidosFil: Tomasi, M. Università degli Studi di Milano; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; ItaliaFil: Tucker, C.. Cardiff University; Reino UnidoFil: Tucker, G.. Brown University; Estados UnidosFil: Vittorio, N.. Universita Tor Vergata; ItaliaFil: Wicek, F.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Wright, María. Universidad Nacional de San Martín; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: Zullo, Antonia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Itali

Thermal architecture for the QUBIC cryogenic receiver

QUBIC, the QU Bolometric Interferometer for Cosmology, is a novel forthcoming instrument to measure the B-mode polarization anisotropy of the Cosmic Microwave Background. The detection of the B-mode signal will be extremely challenging; QUBIC has been designed to address this with a novel approach, namely bolometric interferometry. The receiver cryostat is exceptionally large and cools complex optical and detector stages to 40 K, 4 K, 1 K and 350 mK using two pulse tube coolers, a novel 4He sorption cooler and a double-stage 3He/4He sorption cooler. We discuss the thermal and mechanical design of the cryostat, modelling and thermal analysis, and laboratory cryogenic testing

QUBIC-the Q & U bolometric interferometer for cosmology

QUBIC (Q and U bolometric interferometer for cosmology) is an international ground-based experiment dedicated to the measurement of the polarized fluctuations of the cosmic microwave background (CMB). It is based on bolometric interferometry, an original detection technique which combines the immunity to systematic effects of an interferometer with the sensitivity of low temperature incoherent detectors. QUBIC will be deployed in Argentina, at the Alto Chorrillos mountain site near San Antonio de los Cobres, in the Salta province. The QUBIC detection chain consists of 2048 NbSi transition edge sensors (TESs) cooled to 320 mK. The voltage-biased TESs are read out with time domain multiplexing based on superconducting quantum interference devices (SQUIDs) at 1 K and a novel SiGe application-specific integrated circuit (ASIC) at 60 K allowing an unprecedented multiplexing (MUX) factor equal to 128 to be reached. The current QUBIC version is based on a reduced number of detectors (1/4) in order to validate the detection technique. The QUBIC experiment is currently being validated in the lab in Salta (Argentina) before going to the site for observations. This paper presents the main results of the characterization phase with a focus on the detectors and readout system

Performance of NbSi transition-edge sensors readout with a 128 MUX factor for the QUBIC experiment

QUBIC (the Q and U Bolometric Interferometer for Cosmology) is a ground-based experiment which seeks to improve the current constraints on the amplitude of primordial gravitational waves. It exploits the unique technique, among Cosmic Microwave Background experiments, of bolometric interferometry, combining together the sensitivity of bolometric detectors with the control of systematic effects typical of interferometers. QUBIC will perform sky observations in polarization, in two frequency bands centered at 150 and 220 GHz, with two kilo-pixel focal plane arrays of NbSi Transition-Edge Sensors (TES) cooled down to 350 mK. A subset of the QUBIC instrument, the so called QUBIC Technological Demonstrator (TD), with a reduced number of detectors with respect to the full instrument, will be deployed and commissioned before the end of 2018. The voltage-biased TES are read out with Time Domain Multiplexing and an unprecedented multiplexing (MUX) factor equal to 128. This MUX factor is reached with two-stage multiplexing: a traditional one exploiting Superconducting QUantum Interference Devices (SQUIDs) at 1K and a novel SiGe Application-Specific Integrated Circuit (ASIC) at 60 K. The former provides a MUX factor of 32, while the latter provides a further 4. Each TES array is composed of 256 detectors and read out with four modules of 32 SQUIDs and two ASICs. A custom software synchronizes and manages the readout and detector operation, while the TES are sampled at 780 Hz (100kHz/128 MUX rate). In this work we present the experimental characterization of the QUBIC TES arrays and their multiplexing readout chain, including time constant, critical temperature, and noise properties

QUBIC:Exploring the primordial universe with the Q&amp;U bolometric interferometer

In this paper we describe QUBIC, an experiment that will observe the polarized microwave sky with a novel approach, which combines the sensitivity of state-of-the art bolometric detectors with the systematic effects control typical of interferometers. QUBIC unique features are the so-called "self-calibration", a technique that allows us to clean the measured data from instrumental effects, and its spectral imaging power, i.e. the ability to separate the signal in various sub-bands within each frequency band. QUBIC will observe the sky in two main frequency bands: 150 GHz and 220 GHz. A technological demonstrator is currently under testing and will be deployed in Argentina during 2019, while the final instrument is expected to be installed during 2020.Comment: Proceedings of the 2018 ICNFP conference, Crete. Published by Universe arXiv admin note: text overlap with arXiv:1801.0373