Logotipo del repositorio

QUBIC V: Cryogenic system design and performance

cnea.tipodocumentoARTÍCULO CIENTÍFICO
dc.contributor.authorMasi, S.
dc.contributor.authorBattistelli, E. S.
dc.contributor.authorDe Bernardis, P.
dc.contributor.authorChapron, C.
dc.contributor.authorColumbro, F.
dc.contributor.authorCoppolecchia, A.
dc.contributor.authorD’Alessandro, G.
dc.contributor.authorDe Petris, M.
dc.contributor.authorGrandsire, L.
dc.contributor.authorHamilton, J. C.
dc.contributor.authorLamagna, L.
dc.contributor.authorMarnieros, S.
dc.contributor.authorMele, L.
dc.contributor.authorMay, A.
dc.contributor.authorAlmela, Daniel Alejandro
dc.contributor.authorCobos Cerutti, Agustin Cleto
dc.contributor.authorDuca, Clara
dc.contributor.authorEtchegoyen, Alberto
dc.contributor.authorFerreyro, Luciano Pablo
dc.contributor.authorGamboa Lerena, Martín Miguel
dc.contributor.authorGarcía Redondo, Manuel Elías
dc.contributor.authorHampel, Matias Rolf
dc.contributor.authorHarari, Diego Dario
dc.contributor.authorMelo, Diego Gabriel
dc.contributor.authorPastoriza, Hernan
dc.contributor.authorPlatino, Manuel
dc.contributor.authorRasztocky, Emiliano
dc.contributor.authorScoccola, Claudia Graciela
dc.contributor.authorSupanitsky, Alberto Daniel
dc.contributor.authorWright, María
dc.date.accessioned2025-12-11T23:15:02Z
dc.date.available2025-12-11T23:15:02Z
dc.date.issued2021-10
dc.description.abstractCurrent 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.institutionalaffiliationFil: Masi, S.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia
dc.description.institutionalaffiliationFil: Battistelli, E. S.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia
dc.description.institutionalaffiliationFil: De Bernardis, P.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia
dc.description.institutionalaffiliationFil: Chapron, C.. Universite de Paris; Francia
dc.description.institutionalaffiliationFil: Columbro, F.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia
dc.description.institutionalaffiliationFil: Coppolecchia, A.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia
dc.description.institutionalaffiliationFil: D’Alessandro, G.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia
dc.description.institutionalaffiliationFil: De Petris, M.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia
dc.description.institutionalaffiliationFil: Grandsire, L.. Universite de Paris; Francia
dc.description.institutionalaffiliationFil: Hamilton, J. C.. Universite de Paris; Francia
dc.description.institutionalaffiliationFil: Lamagna, L.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia
dc.description.institutionalaffiliationFil: Marnieros, S.. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia
dc.description.institutionalaffiliationFil: Mele, L.. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; Italia
dc.description.institutionalaffiliationFil: May, A.. University of Manchester; Reino Unido
dc.description.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: 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.institutionalaffiliationFil: Wright, María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. University of Manchester; Reino Unido
dc.identifier.issn1475-7516
dc.identifier.urihttps://nuclea.cnea.gob.ar/handle/20.500.12553/7903
dc.publisherIOP Publishing
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/reference/hdl/11336/166580
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2022/04/038
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://arxiv.org/abs/2008.10659
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1088/1475-7516/2022/04/038
dc.rights.licenseinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.licensehttps://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
dc.subjectCMBR EXPERIMENTS
dc.subjectCMB POLARIZATION
dc.subjectCMB DETECTORS
dc.subjectCRYOGENIC SISTEMS
dc.subjectAstronomía
dc.subjectCiencias Físicas
dc.subjectCIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.titleQUBIC V: Cryogenic system design and performance
dc.typeARTÍCULO
dc.type.versionVersión publicada

Archivos

Bloque original

Mostrando 1 - 1 de 1
Cargando...
Miniatura
Nombre:
file_323_0.pdf
Tamaño:
3.26 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format