Polarimetry at millimeter wavelengths with the instruments NIKA and NIKA2 - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2016

Polarimetry at millimeter wavelengths with the instruments NIKA and NIKA2

Polarimétrie aux longueurs d'onde millimétriques avec les instruments NIKA et NIKA2

Polarimetria alle lunghezze d'onda millimetriche con gli strumenti NIKA e NIKA2

Résumé

Magnetic fields play a crucial role in a large number of astrophysical processes from Galactic to Cosmological scales. They can be traced via observations of dust polarization as demonstrated by several experiments like Archeops, SCUBA, ALMA and the Planck satellite. In particular, low resolution observations of dust polarization have demonstrated that Galactic filamentary structures, where star formation takes place, are associated to well organized magnetic fields. High angular resolution polarization observations could probe the physics at small angular scales and complete the current understanding of the star formation process: this is one of the main objectives of the NIKA2 camera. In NIKA2 as well as in its prototype, NIKA, the polarization reconstruction consists in a quasi-simultaneous detection of the Stokes parameters Q and U, describing the linear polarization of the light. This is achieved thanks to the continuous rotation of a modulator, a Half Wave Plate (HWP) and a polarizer coupled to the fast response of the Lumped Element Kinetic Inductance Detectors (LEKIDs). This PhD thesis focuses on the development of the NIKA polarimeter and consequently that of NIKA2, which observes the sky in intensity and polarization from the IRAM 30 m telescope located in the Sierra Nevada (Spain). It presents the instrumental characterization of the instrumental setup, the dedicated data analysis pipeline to reconstruct the polarization properties of the observed source at the telescope and the science verification using known compact and extended sources observations.
Les champs magnétiques jouent un rôle cruciale dans un grand nombre de processus astrophysiques aux échelles Galactiques et Cosmologiques. On peut les mettre en évidence grâce à l’observation de la polarisation de la poussière comme montré par les expériences Archeops, SCUBA, ALMA et Planck. Les observations obtenues par Planck en polarisation montrent une structure bien organisée des champs magnétiques à grande échelle dans les filaments Galactiques, là où a lieu la formation stellaire. Des observations à haute résolution angulaire de ces régions Galactiques pourraient clarifier le rôle des champs magnétiques dans le processus de formation stellaire. Ceci est un des objectifs scientifiques de la caméra NIKA2. Pour NIKA2 comme pour son prototype, NIKA, la polarisation est mesurée par la détection quasi-simultanée des paramètres de Stokes Q et U qui décrivent la polarisation linéaire de la lumière. Cela grâce à la rotation continue d’un modulateur, une lame demi-onde (Half Wave Plate, HWP) et un polariseur couplé à la rapidité des détecteurs à inductance cinétique (LEKIDs). Cette thèse décrit le développement du polarimètre de NIKA et par conséquence celui de NIKA2, qui observe le ciel en intensité et polarisation du télescope de 30 m de l’IRAM situé dans la Sierra Nevada (Espagne). Elle présente : la caractérisation instrumentale au laboratoire du polarimètre, l’analyse des données dédiée à la reconstruction de la polarisation des sources observées au télescope et la validation de la stratégie de détection en utilisant l’observation de sources connues compactes et étendues.
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Dates et versions

tel-01467862 , version 1 (14-02-2017)
tel-01467862 , version 2 (02-03-2017)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01467862 , version 1

Citer

Alessia Ritacco. Polarimetry at millimeter wavelengths with the instruments NIKA and NIKA2. Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM]. Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie; Université Grenoble - Alpes, 2016. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01467862v1⟩
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