Thèse Préparation à la Mesure des Distorsions Spectrales du Cmb Spectroscopie de Haute Précision H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique École doctorale : Astronomie et Astrophysique d'Ile de France Laboratoire de recherche : Institut d'Astrophysique Spatiale Direction de la thèse : Nabila AGHANIM ORCID 0000000266888992 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-07-20T23:59:59 Les mesures effectuées par COBE/FIRAS dans les années 1990 ont démontré que le spectre du fond diffus cosmologique (CMB) suit une distribution de corps noir quasi parfaite, avec des écarts de l'ordre de 10-. Cependant, le modele cosmologique standard, et plus tard l'évolution de la structure à grande échelle de l'Univers, prédisent des distorsions spectrales dues aux processus d'injecttion d'énergie au cours de l'évolution cosmique. Leur détection ouvrirait une nouvelle fenêtre d'observation sur l'histoire thermique et énergétique de l'Univers, permettant d'explorer des époques et des processus physiques inaccessibles aux mesures traditionnelles d'anisotropie du CMB ou de structure à grande échelle.Récemment, le projet spatial FOSSIL, visant à mesurer les distorsions spectrales, a été soumis en réponse à l'appel à projets M8 de l'ESA. En cas de succès, son lancement est prévu pour 2041 et il comblera le vide laissé par COBE/FIRAS. Parallèlement, et dans un délai plus court, l'expérience BISOU, embarquée sur un ballon (actuellement en phase A au CNES et dont le lancement est prévu autour de 2030), est conçue comme une mission exploratoire permettant de réaliser des tests critiques des performances instrumentales, de developper des méthodes de séparation d'avant-plans, et de realiser les premières mesures des distorsions spectrales.Les principaux objectifs de ce projet de doctoral sont de quantifier, d'optimiser et de prévoir les performances scientifiques des instruments de nouvelle génération pour l'étude des distorsions spectrales du CMB, en particulier BISOU et FOSSIL, tout en prenant rigoureusement en compte les effets systématiques d'un concept basé sur instrument a transformee de Fourier (FTS) et la complexité des avant-plans. Le/la candidat(e) devra être prêt(e) à travailler dans un environnement international, collaboratif et interdisciplinaire, et être motivé(e) par l'idée de contribuer aux missions CMB de nouvelle génération qui sondent l'histoire thermique de l'Univers grâce aux distorsions spectrales. Building on the efforts already deployed to develop a first photometric model the BISOU and FOSSIL FTS to measure spectral distortions, the specific objectives of the thesis will be to extend an already existing parametric model in order to achieve a full modelling of the measure from a simulated sky to the interferogramme and then the cosmological signal measured by the instruments. The thesis work will involve several types of activities among them: improving the sky model in ardoer to allow realistic simulations of foreground separation requirements and mock measurements of the monopole spectral distortion. Implementing a more realistic modelling of the instrument subsystems including actual laboratory measurements, and modelling major systematic effects. I will/may also involve designing a first data analysis pipeline based on the simulated sky and instrument.

La/Le candidat(e) idéal(e) est titulaire d'un master en astrophysique/cosmologie ou en physique expérimentale et possède une expérience, ou un intérêt marqué, pour l'instrumentation ou pour l'analyse de données. Elle/Il doit avoir une expérience en modélisation numérique (par exemple, Python, JAX). Une connaissance des expériences sur le fond diffus cosmologique (CMB) sera un plus. La/Le candidat(e) doit être prêt(e) à travailler dans un environnement international, collaboratif et interdisciplinaire, et être motivé(e) pour contribuer aux missions CMB de nouvelle génération qui sondent l'histoire thermique de l'Univers primordial grâce aux distorsions spectrales.