Status of QUBIC, the Q&U Bolometer for Cosmology

The Q&U Bolometric Interferometer for Cosmology (QUBIC) is a novel kind of polarimeter optimized for the measurement of the B-mode polarization of the Cosmic Microwave Back-ground (CMB), which is one of the major challenges of observational cosmology. The signal is expected to be of the order of a few tens of nK, prone to instrumental systematic effects and polluted by various astrophysical foregrounds which can only be controlled through multichroic observations. QUBIC is designed to address these observational issues with a novel approach that combines the advantages of interferometry in terms of control of instrumental systematics with those of bolometric detectors in terms of wide-band, background-limited sensitivity.Comment: Contribution to the 2022 Cosmology session of the 33rd Rencontres de Blois. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2203.0894

Measuring the CMB primordial B-modes with Bolometric Interferometry

The Q&U Bolometric Interferometer for Cosmology (QL’BIC) is the first bolometric interferometer designed to measure the primordial B-mode polarization of the Cosmic Microwave Background (CMB). Bolometric interferometry is a novel technique that combines the sensitivity of bolometric detectors with the control of systematic effects that is typical of interferometry, both key features in the quest for the faint signal of the primordial B-modes. A unique feature is the so-called “spectral imaging”, i.e., the ability to recover the sky signal in several sub-bands within the physical band during data analysis. This feature provides an in-band spectral resolution of ∆v/v ~ 0.04 that is unattainable by a traditional imager. This is a key tool for controlling the Galactic foregrounds contamination. In this paper, we describe the principles of bolometric interferometry, the current status of the QU BIC experiment and future prospects

Aliasing Effect on Flux Ramp Demodulation: Nonlinearity in the Microwave Squid Multiplexer

A novel system formed by a Microwave Superconducting Quantum Interference Device (SQUID) Multiplexer (μ MUX) and a room temperature electronics employs frequency division multiplexing (FDM) technique to read out multiple cryogenic detectors. Since the detector signal is embedded in the phase of the SQUID signal, a Digital Quadrature Demodulator (DQD) is widely implemented to recover it. However, the DQD also generates a signal that aliases into the first Nyquist zone affecting the demodulated detector signal. In this work, we demonstrate how this spurious signal is generated and a mathematical model of it is derived and validated. In addition, we discuss different proposals to improve the attenuation of this undesired signal. Lastly, we implement one of the proposals in our readout system. Our measurements show an enhancement in the spurious signal attenuation of more than 35 dB. As a result, this work contributes to attenuate the spurious below the system noise.Fil: Salum, J. M.. 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: Muscheid, T.. Karlsruher Institut Für Technologie; AlemaniaFil: Fuster, Alan Ezequiel. 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: 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; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; ArgentinaFil: Ferreyro, Luciano Pablo. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. 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: Geria, 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: Bonilla Neira, Jesús David. 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: Müller, N.. 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: Bonaparte, J.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Almela, Daniel Alejandro. 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: Ardila Perez, L. E.. Karlsruhe Institute of Technology; AlemaniaFil: 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: Sander, O.. Karlsruhe Institute of Technology; AlemaniaFil: Weber, M.. Karlsruhe Institute of Technology; Alemani

Status of QUBIC, the Q&U Bolometer for Cosmology

International audienceThe Q&U Bolometric Interferometer for Cosmology (QUBIC) is a novel kind of polarimeter optimized for the measurement of the B-mode polarization of the Cosmic Microwave Back-ground (CMB), which is one of the major challenges of observational cosmology. The signal is expected to be of the order of a few tens of nK, prone to instrumental systematic effects and polluted by various astrophysical foregrounds which can only be controlled through multichroic observations. QUBIC is designed to address these observational issues with a novel approach that combines the advantages of interferometry in terms of control of instrumental systematics with those of bolometric detectors in terms of wide-band, background-limited sensitivity