QUBIC V: Cryogenic system design and performance
| cnea.tipodocumento | ARTÍCULO CIENTÍFICO | |
| dc.contributor.author | Masi, S. | |
| dc.contributor.author | Battistelli, E. S. | |
| dc.contributor.author | De Bernardis, P. | |
| dc.contributor.author | Chapron, C. | |
| dc.contributor.author | Columbro, F. | |
| dc.contributor.author | Coppolecchia, A. | |
| dc.contributor.author | D’Alessandro, G. | |
| dc.contributor.author | De Petris, M. | |
| dc.contributor.author | Grandsire, L. | |
| dc.contributor.author | Hamilton, J. C. | |
| dc.contributor.author | Lamagna, L. | |
| dc.contributor.author | Marnieros, S. | |
| dc.contributor.author | Mele, L. | |
| dc.contributor.author | May, A. | |
| dc.contributor.author | Almela, Daniel Alejandro | |
| dc.contributor.author | Cobos Cerutti, Agustin Cleto | |
| dc.contributor.author | Duca, Clara | |
| dc.contributor.author | Etchegoyen, Alberto | |
| dc.contributor.author | Ferreyro, Luciano Pablo | |
| dc.contributor.author | Gamboa Lerena, Martín Miguel | |
| dc.contributor.author | García Redondo, Manuel Elías | |
| dc.contributor.author | Hampel, Matias Rolf | |
| dc.contributor.author | Harari, Diego Dario | |
| dc.contributor.author | Melo, Diego Gabriel | |
| dc.contributor.author | Pastoriza, Hernan | |
| dc.contributor.author | Platino, Manuel | |
| dc.contributor.author | Rasztocky, Emiliano | |
| dc.contributor.author | Scoccola, Claudia Graciela | |
| dc.contributor.author | Supanitsky, Alberto Daniel | |
| dc.contributor.author | Wright, María | |
| dc.date.accessioned | 2025-12-11T23:15:02Z | |
| dc.date.available | 2025-12-11T23:15:02Z | |
| dc.date.issued | 2021-10 | |
| dc.description.abstract | Current experiments aimed at measuring the polarization of the Cosmic Microwave Background (CMB) use cryogenic detector arrays with cold optical systems to boost their mapping speed. For this reason, large volume cryogenic systems with large optical windows, working continuously for years, are needed. The cryogenic system of the QUBIC (Q & U Bolometric Interferometer for Cosmology) experiment solves a combination of simultaneous requirements: very large optical throughput (∼40 cm2sr), large volume (∼1 m3) and large mass (∼165 kg) of the cryogenic instrument. Here we describe its design, fabrication, experimental optimization and validation in the Technological Demonstrator configuration. The QUBIC cryogenic system is based on a large volume cryostat that uses two pulse-tube refrigerators to cool the instrument to ∼3 K. The instrument includes the cryogenic polarization modulator, the corrugated feedhorn array, and the lower temperature stages: a 4He evaporator cooling the interferometer beam combiner to ∼1 K and a 3He evaporator cooling the focal-plane detector arrays to ∼0.3 K. The cryogenic system has been tested and validated for more than 6 months of continuous operation. The detector arrays have reached a stable operating temperature of 0.33 K, while the polarization modulator has operated at a ∼10 K base temperature. The system has been tilted to cover the boresight elevation range 20°-90° without significant temperature variations. The instrument is now ready for deployment to the high Argentinean Andes. | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Masi, S.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Battistelli, E. S.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: De Bernardis, P.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Chapron, C.. Universite de Paris; Francia | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Columbro, F.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Coppolecchia, A.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: D’Alessandro, G.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: De Petris, M.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Grandsire, L.. Universite de Paris; Francia | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Hamilton, J. C.. Universite de Paris; Francia | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Lamagna, L.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Marnieros, S.. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Mele, L.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: May, A.. University of Manchester; Reino Unido | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: 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; Argentina | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Cobos Cerutti, Agustin Cleto. 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 | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Duca, Clara. 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 | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Etchegoyen, Alberto. 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 | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Ferreyro, Luciano Pablo. 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 | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Gamboa Lerena, Martín Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: 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; Argentina | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: 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 | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Harari, Diego Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Melo, Diego Gabriel. 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 | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Pastoriza, Hernan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: 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; Argentina | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Rasztocky, Emiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Argentino de Radioastronomía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Argentino de Radioastronomía; Argentina | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Scoccola, Claudia Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Supanitsky, Alberto Daniel. 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 | |
| dc.description.institutionalaffiliation | Fil: Wright, María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. University of Manchester; Reino Unido | |
| dc.identifier.issn | 1475-7516 | |
| dc.identifier.uri | https://nuclea.cnea.gob.ar/handle/20.500.12553/7903 | |
| dc.publisher | IOP Publishing | |
| dc.relation | info:eu-repo/semantics/reference/hdl/11336/166580 | |
| dc.relation | info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2022/04/038 | |
| dc.relation | info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://arxiv.org/abs/2008.10659 | |
| dc.relation | info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1088/1475-7516/2022/04/038 | |
| dc.rights.license | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.rights.license | https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/ | |
| dc.subject | CMBR EXPERIMENTS | |
| dc.subject | CMB POLARIZATION | |
| dc.subject | CMB DETECTORS | |
| dc.subject | CRYOGENIC SISTEMS | |
| dc.subject | Astronomía | |
| dc.subject | Ciencias Físicas | |
| dc.subject | CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS | |
| dc.title | QUBIC V: Cryogenic system design and performance | |
| dc.type | ARTÍCULO | |
| dc.type.version | Versión publicada |
Archivos
Bloque original
1 - 1 de 1
