• LiteBIRD
• CMB B-mode
• SQUID
• superconducting quantum interference device
• noise analysis

La misura delle anisotropie nella polarizzazione della CMB fornisce importanti informazioni sui primi istanti di vita dell’universo. In particolare, la polarizzazione “rotazionale”(i cosiddetti modi-B)fornisce importanti informazioni sull’inflazione primordiale. Tale segnale è piccolissimo(meno di un milionesimo del segnale in temperatura)e necessita di strumentazione all’avanguardia. In particolare, si fa uso di rivelatori criogenici(bolometri TES)letti mediante amplificatori superconduttori(SQUID). In questa tesi si studierà e ottimizzerà la catena di rivelazione del futuro esperimento LiteBIRD, un satellite che trasporterà circa 4500 TES suddivisi tra tre telescopi e 15 bande di frequenza tra 34 e 432 GHz. Per poter leggere un così grade numero di dispositivi criogenici limitando la conduzione termica dei cavi, è necessario leggere decine di bolometri con un singolo SQUID, accoppiando i TES in serie a un filtro superconduttivo LC e usando un sistema di multiplexing digitale in frequenza. L’elettronica calda di lettura consiste in una parte dedicata a generare e a leggere indietro i segnali del multiplexing; e un’altra consistente nelle schede SCA (SQUID Controller Assembly) dedicate a tenere gli SQUID nella zona di lavoro ottimale e preamplificarne il segnale in tensione. Durante la tesi collaborando col gruppo INFN LiteBIRD di Pisa, che ha in carico lo sviluppo delle schede SCA, mi sono occupato: di un primo test schede;dello studio di un modello analitico del rumore introdotto dalla catena di amplificazione dei segnali degli SQUID; dell’analisi delle misure di rumore fatte su un primo setup della catena di rivelazione.
The measurement of anisotropies in the polarization of the CMB provides important information about the early instants of the universe. In particular, the odd polarization patterns under symmetry(the so-called B-modes)provide important information about inflation. This signal is very small(less than one millionth of the temperature signal)and requires state-of-the-art instrumentation such as cryogenic detectors (TES bolometers)read by superconducting amplifiers(SQUID). This thesis will study and optimize the detection chain of the future LiteBIRD experiment, a satellite which will carry about 4500 TES divided among three telescopes and 15 frequency bands between 34 and 432GHz. To read so many cryogenic devices while limiting the thermal conduction of the cables, it is necessary to read tens of bolometers with a single SQUID, coupling the TESs in series with superconducting LC filters and using a frequency multiplexing system. The warm readout electronics consist of a part dedicated to the generation and read-back of multiplexed signals, and another part consisting of the SQUID Controller Assembly(SCA)boards dedicated to keeping the SQUIDs in the optimal operating region and pre-amplifying their voltage signal. During my thesis I collaborated with the INFN LiteBIRD group in Pisa, which oversees the development of SCA boards, I was involved in: a first functional test of the boards; the study of an analytical model of the noise introduced by the SQUID signal amplification chain; the analysis of noise measurements made on a first setup of the detection chain.