La première raison de l’étude des glitchs est le nettoyage des données. On a vu que la procédure mise au point pour les données d’Archeops est applicable à Planck et donne des résultats satisfaisants pour un temps d’exécution acceptable. L’expérience Archeops nous a également permis de mettre en évidence des comportements inattendus tant au niveau du nombre de glitchs que des constantes de temps.
Le nombre de glitchs est proportionnel à la surface du détecteur, c’est-à-dire essentiellement l’absorbeur en toile d’araignée. Pour Archeops, les différences importantes entre les bolomètres Trapani, les OMT et les autres sont certainement liées à la géométrie des toiles (largeur des fils du maillage, facteur de remplissage). Malheureusement, nous n’avons pas eu accès aux caractéristiques physiques des bolomètres. De plus, suite à l’échec du vol KS2, la nacelle d’Archeops a été remontée dans l’urgence afin d’être prête à repartir dès que les conditions météo le permettaient. La propreté de l’instrument, en particulier des cornets et des bo-lomètres, ne peut donc pas être comparée à celle mise en œuvre pour un satellite. La présence de poussières au sein même des détecteurs pendant le vol KS3 peut faire partie des explications possibles. Cependant, les résultats obtenus pendant l’étalonnage du modèle de qualification de Planck montrent également des différences importantes qui ne peuvent pas être expliquées uniquement par des différences de géométrie.
Une autre explication peut venir de la radioactivité propre aux instruments. En effet, les thermomètres au germanium sont dopés pour accentuer leur réponse à la température, ce qui les rend radioactifs. Des jeux de bolomètres ayant été fabriqués à des semaines d’intervalle pourraient expliquer les différences de statistique observées.
En ce qui concerne les constantes de temps, la présence de deux constantes si différentes peut s’expliquer par l’introduction de plusieurs liens thermiques. Le problème réside dans le fait que l’on ne peut pas savoir dans quelle partie du détecteur le rayon cosmique a déposé de l’énergie. Si celui-ci traverse le boîtier du bolomètre il est possible qu’il chauffe à la fois le boîtier, l’absorbeur et le thermomètre. La thermalisation peut alors faire intervenir d’autres liens thermiques plus longs que celui qui relie le thermomètre à la platine 100 mK. Les énergies mesurées ont d’ailleurs tendance à montrer que le processus de dépôt d’énergie dans le bolomètre est plus complexe que le cas simple où la particule traverse uniquement la toile ou le thermomètre. Néanmoins, en ce qui concerne la constante de temps courteτc, les mesures sont compatibles avec les estimations basées sur le modèle thermique du bolomètre.
Pour Planck, les mesures effectuées sur le CQM montrent que tous les processus de dépôt d’énergie et de thermalisation ne sont pas encore bien compris. En particulier, aucune explication n’a pu être avancée pour expliquer le fait que deux bolomètres d’un même PSB (217-5a et 217-5b) aient des taux de glitchs variant d’un ordre de grandeur. Avec les caractéristiques complètes des bolomètres de Planck et un modèle thermique précis, on pourra certainement retrouver et expliquer les comportements observés sur Archeops.
Une note interne sur les résultats de l’étalonnage du CQM pour les glitchs est en cours de rédaction. Pour Archeops, la description de la méthode utilisée va être publiée très prochainement avec le détail des traitements appliqués aux données d’Archeops [Macías-Pérez et al. 2005].
Étude des constantes de temps
L
a détermination des constantes de temps est une étape primordiale dans l’analyse de données CMB. En effet, le balayage du ciel par un instrument non-instantané a pour effet de déformer le signal observé. Pour retrouver le signal du ciel, il faut corriger cet effet en évaluant les constantes de temps de chaque détecteur. Ce chapitre présente une méthode basée sur les sources ponctuelles ainsi que les résultats de son application sur Archeops et une conclusion sur les différentes constantes de temps observées.9.1 Lobes et constantes de temps
Pour une expérience qui balaye le ciel, lobes et constantes de temps sont particulièrement difficiles à dif-férencier. En effet, le mouvement de l’instrument fait "baver" le signal le long de l’axe de balayage, ce qui masque la forme du lobe dans cette direction (fig. 9.1). L’image d’une source ponctuelle sur le ciel est la convolution de la forme du lobe par une constante de temps le long de l’axe de balayage. La détermination des constantes de temps est donc intrinsèquement liée à celle des lobes.
FIG. 9.1: Cartes du lobe avant et après déconvolution pour le détecteur 143K01. La constante de temps a pour effet de décaler une partie du signal dans le sens du balayage.
La dégénérescence peut être levée si l’on dispose de données d’une source ponctuelle observée à l’arrêt ou si le détecteur change de sens de balayage (comme pour l’expérience ballon Maxima par exemple) ce qui n’est le cas ni d’Archeops, ni pour l’instant de Planck. En effet, soitsle signal du ciel observé par un détecteur de lobe gaussieng(φ)dont la réponse en temps s’écritr(t)∝exp(−t/τ). Alors, à l’instanttoù le détecteur pointe vers la directionφ(t) =φ0+ω(t)t(ω(t)étant la vitesse angulaire), la mesured(t)peut s’écrire d(t) = Z [s ⋆ g](φ0+ωt′).r(t−t′)dt′ ∝ Z eωt′/σ2et−τt′dt′ (9.1) Dans l’espace de Fourier, la convolution s’écrit comme le produit des transformées de Fourier du lobe
˜
la fréquenceνet de la vitesse angulaireω(t)alors queR˜ne dépend que deν. Pour une expérience dont la
vitesse angulaire est constante, lobe et constante de temps ne peuvent pas être séparés. En revanche, si le balayage change de vitesse ou de sens (changement de signe deω), on peut séparer les deux composantes. Un groupe de discussion sur l’estimation des constantes de temps et des lobes pour Planck est en train d’étudier la possibilité de modifier la vitesse de rotation du satellite Planck afin d’observer Jupiter avec différentes vitesses de balayage.
Dans le cas d’Archeops, on a pris le parti de choisir des constantes de temps qui donnent la forme de lobe la plus symétrique possible. Ceci afin d’améliorer la correction de l’effet de lobe dont on connaît une formule exacte dans le cas d’un lobe symétrique gaussien (voir paragraphe 10.1.4).