Soutenance de Thèse - Statistique des anisotropies polarisées du fond diffus cosmologique: dévoiler l'univers primordial

(english below)

Tout d'abord, j'introduirai les anisotropies de polarisation du fond diffus cosmologique (FDC), leur décomposition en modes E et B et leur statistique. Puis je montrerai que les modes B en particulier sont une formidable sonde cosmologique des premiers instants de l'Univers. Leur détection permettrait donc d'asseoir le modèle cosmologique et de contraindre la physique de l'univers primordial. Cependant, leur détection est difficile car le signal attendu est faible.

Je présenterai un effet statistique majeur sur l'estimation des modes B: la fuite des modes E vers B. Ce seul effet peut en effet nous empêcher une détection des modes B. C'est pourquoi je me concentrerai sur l'étude de l'efficacité de trois méthodes précédemment proposées dans la littérature corrigeant de cette fuite. Je montrerai alors les résultats numériques obtenus pendant ma thèse qui ont prouvé l'efficacité de la méthode dite pure.

Finalement, je montrerai les prédictions réalistes que j'ai réalisé sur les contraintes de la physique de l'univers primordial grâce à une estimation pure des modes B. Je considèrerai d'abord la détectabilité du rapport tenseur sur scalaire r, puis d'une violation de parité dans l'univers primordiale grâce aux corrélations EB et TB du FDC, non nulles dans ce dernier cas. La polarisation du FDC représente alors un outil d'exploration de la physique fondamentale.





Statistics of the polarised anisotropies of the cosmic microwave background: unveiling the primordial universe.

First of all, I will introduce the cosmic microwave background (CMB) polarisation anisotropies, their decomposition in E and B modes and their statistics. Moreover, I will show that the B modes are a powerful probe of the first instants of the universe. Their detection would therefore assert the standard model of cosmology and constrain the physics of the primordial universe. However, their detection is challenging because their signal is expected to be low. 

I will present a major statistical effect on the B modes estimation: the E-to-B leakage. This effect can indeed prevent us from a B modes detection. I will consequently focus on the efficiency of three methods previously proposed in the literature correcting for this leakage. I will present the numerical results that I have obtained which have lead to the efficiency of the so-called pure method.

Afterwards, I will show the realistic forecasts I have obtained on the constraints that one could set on the physics of the primordial universe, using a pure B modes estimation. I will first consider the detectability of the tensor-to-scalar ratio r and of a potential parity violation in the primordial universe using the CMB EB and TB correlations, non vanishing in this last case.