Description du projet
Un système intégré révolutionnaire pourrait permettre de mieux comprendre la formation de la toile cosmique
Certaines régions de notre univers, comme les galaxies, présentent une plus grande densité de matière et d’énergie. D’autres régions semblent être presque vides. Ce contraste entre des amas de galaxies longs et complexes et des régions vides forme une toile cosmique en constante évolution. Le projet TIFUUN, financé par l’UE, permettra de créer des cartes 3D de vastes volumes de l’univers afin de découvrir l’histoire de la matière et de mieux comprendre les galaxies et la matière à très grande échelle. Le développement d’un instrument – un spectrographe à champ intégral – doté d’un circuit supraconducteur destiné à mesurer la lumière infrarouge lointaine provenant de régions éloignées de l’univers sera essentielle à cette entreprise. La technologie proposée sera d’dans un premier temps appliquée au télescope submillimétrique Atacama au Chili.
Objectif
"The next challenge in millimeter-submillimeter (mm-submm) astronomy is to generate 3D maps of statistically large cosmic volumes with complete spectral information, to uncover the history of cold matter back to the first billion years of the Universe, the evolution of hot matter in galaxy clusters, and the emergence of cosmic large-scale structure from those baryonic materials.
Vital for this endeavor is the integral field unit (IFU), which is a 2D array of spectrometers that instantaneously measures the spectrum of all points in the image. The IFU has reshaped astronomy at shorter visible wavelengths, but it is totally absent for mm-submm waves, because it falls out of reach of any existing technology.
Here I propose to revolutionize astronomy by developing a Terahertz Integral Field Unit with Universal Nanotechnology (TIFUUN). TIFUUN hosts mm-submm IFUs that each have up to 217 spectrometer pixels (spaxels), a wide instantaneous bandwidth up to 1:2, and a sufficiently high spectral resolving power up to R = 1,000, operating at photon-noise limited sensitivity. The breakthrough is the integrated superconducting spectrometer (ISS) technology, which allows to miniaturize the entire IFU onto a commercial 150-mm diameter silicon wafer.
I will take TIFUUN to the ASTE 10-m telescope with a set of science-tailored IFUs, and perform ground-breaking observations in 1) ultra-wideband spectroscopy of dusty star-forming galaxies, 2) unbiased mapping of high-redshift line-emitting galaxies, 3) line-intensity mapping of the cosmic large-scale structure, and 4) diagnosis of galaxy clusters using the Sunyaev-Zeldovich effect. I will make the tools for designing the IFU open source, encouraging the astronomical community to propose science in combination with optimized IFU designs. This cost-effective ""open-hardware"" concept marks a new paradigm that opens the specialized field of superconducting instrumentation to the world, bridging cutting-edge nanotechnology and cosmology."
Champ scientifique
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régime de financement
HORIZON-AG - HORIZON Action Grant Budget-BasedInstitution d’accueil
2628 CN Delft
Pays-Bas