El instrumento

El fondo cósmico de microondas (CMB  por sus siglas en inglés) es la radiación remanente, reliquia del origen del Universo, que quedó a partir del desacoplamiento de los fotones de la materia, evento
que tuvo lugar durante el Universo temprano, 380.000 años después del Big Bang.  Su detección en 1964 y la de sus muy pequeñas fluctuaciones de temperatura en 1992, gracias al satélite COBE -ambos descubrimientos celebrados por premios Nobel- se encuentran entre los principales avances científicos del siglo XX. Las misiones WMAP (2001-2010) y Planck (2009-2013) mejoraron la resolución angular y alcanzaron una mayor sensibilidad en las mediciones.

Los estudios profundizados en el siglo XXI por los telescopios espaciales WMAP y Planck, nos han llevado a una comprensión más
profunda de la historia de nuestro Universo.

La muy débil señal polarizada de la CMB requiere experimentos aún más complejos y sensibles que los desarrollados hasta el momento para poder detectarla. Para enfrentar este desafío, la Colaboración en el Proyecto QUBIC ha desarrollado un instrumento completamente novedoso. El mismo está encerrado en una carcasa cilíndrica o criostato de 1,8m de alto y 1,6m de diámetro, que lo protege y mantiene a -269°C. Está abierto al cielo por una ventana de 45cm de diámetro de polietileno rígido de alta densidad, transparente a la radiación de microondas que el experimento procura medir; examina meticulosa y detalladamente el espacio en dos frecuencias: 150 y 220GHz, y registra dicha radiación con una novedosa técnica, híbrida entre dos técnicas utilizadas en estudios de CMB (llamadas respectivamente interferometría y bolometría) mediante un conjunto de 1024 fotodetectores, cuyas señales permiten analizar las características de la radiación en estudio.  Para detectar la señal, el criostato estará refrigerado globalmente a 4 K (correspondiente a -269,15 °C, solo 4°C, por sobre el cero absoluto), pero los sensores bolométricos deben trabajar a temperaturas 10 veces menores (~300 mK). Esto implica el diseño de un complejo sistema de refrigeración, especialmente diseñado para QUBIC.

El instrumento fue diseñado por los integrantes de la colaboración internacional QUBIC y está en construcción en diferentes laboratorios e institutos argentinos y europeos. En Francia se trabaja sobre los detectores, el diseño de la mecánica de estos, la electrónica de lectura y la programación; en Italia, sobre el crióstato, los espejos, las bocinas de las antenas y los conectores; en Irlanda, sobre simulaciones ópticas; en Inglaterra, sobre el diseño del detector de bocinas, la criogenia interna, los filtros y el polarizador, y en la Argentina, sobre la adecuación del sitio, su infraestructura y el diseño mecánico de la montura.

Argentina cuenta con experiencia en construir y operar instalaciones para grandes proyectos de física experimental, por ejemplo, por su participación en el observatorio de rayos cósmicos Pierre Auger, ubicado en Malargüe, Mendoza.

Sitio oficial de la colaboración QUBIC Argentina