MODOS B DE POLARIZACIÓN EN EL FONDO CÓSMICO DE RADIACIÓN

Resumen

El Fondo Cósmico de Radiación (FCR) es la superficie observable más próxima al inicio del universo. Las observaciones del FCR a finales de la década del ‘60, y luego con los satélites COBE, WMAP y Planck, han permitido conocer y estudiar la evolución y composición del universo con gran precisión.

¿Cómo se forma el FCR? Luego del Big Bang el universo se expande, al principio en forma acelerada (etapa llamada Inflación), y a medida que se expande la temperatura del plasma desciende. En este proceso comienzan a formarse  primero las partículas fundamentales y 380.000 años luego del Big Bang se forma el átomo más ligero del universo, el Hidrógeno. Es en ese último proceso en donde la materia se separa de la radiación, los fotones comienzan a viajar libremente por el universo y el mismo se hace observable: se forma el FCR.
El FCR se puede modelar en forma casi perfecta como un cuerpo negro con una temperatura media de 2.725 K. Posee fluctuaciones a esa temperatura media de una parte en cien mil. Un campo de radiación además de caracterizarse por la intensidad (temperatura) se lo hace también por la polarización. Utilizando una descomposición en armónicos esféricos es posible definir los modos E y B de polarización. El modelo teórico junto con las observaciones han permitido estimar los valores de los parámetros cosmológicos del modelo estándar, a este modelo se lo conoce como ΛCDM: con constante cosmológica (Λ) y materia oscura fría (CDM, por sus siglas en inglés) y posee 6 parámetros: densidad bariónica, densidad de materia oscura, el tamaño del universo en la época de desacople entre la radiación y la materia, la profundidad óptica de la época de re-ionización del universo y dos parámetros más asociados al modelo inflacionario. El modelo estándar del universo también predice la generación de ondas gravitacionales primordiales producidas en el período denominado "inflación". Estas ondas gravitacionales primordiales podrían medirse en el FCR, a partir de los modos B de polarización. QUBIC (QU Bolometric Interferometric for Cosmology) es un instrumento próximo a instalarse en las cercanías de San Antonio de los Cobres, Salta. El objetivo principal de este instrumento es la detección de los modos B de polarización del FCR. Las anisotropías en la temperatura del FCR fueron estudiadas por tres satélites (COBE, WMAP y Planck), y varios experimentos en tierra. Además, el FCR presenta cierto grado de polarización lineal. Los modos E de polarización han sido determinados con el satélite Planck. Los modos B primordiales son consecuencia de las perturbaciones tensoriales de la métrica y dejan una huella particular sobre el FCR. La detección de estos modos B, según el modelo ΛCDM, confirmaría la presencia de ondas gravitatorias primordiales en la época inflacionaria del Universo. Con la tecnología de QUBIC (interferometría combinado con  bolometría) sería posible medir los modos B de polarización del FCR y así poder observar nuestro universo apenas unas millonésimas de segundo después del Big Bang