Exploring cosmic origins with CORE: Inflation
Fabio Finelli
,
Martin Bucher
(1)
,
Ana Achúcarro
,
Mario Ballardini
,
Nicola Bartolo
,
Daniel Baumann
,
Sébastien Clesse
,
Josquin Errard
(2, 3)
,
Will Handley
,
Mark Hindmarsh
,
Kimmo Kiiveri
,
Martin Kunz
,
Anthony Lasenby
,
Michele Liguori
,
Daniela Paoletti
,
Christophe Ringeval
,
Jussi Väliviita
,
Bartjan van Tent
(4)
,
Vincent Vennin
,
Frederico Arroja
,
Marc Ashdown
,
A.J. Banday
(5)
,
Ranajoy Banerji
(1)
,
Jochem Baselmans
,
James G. Bartlett
(1)
,
Paolo de Bernardis
,
Marco Bersanelli
,
Anna Bonaldi
,
Julian Borril
,
François R. Bouchet
(6)
,
François Boulanger
(7)
,
Thejs Brinckmann
,
Zhen-Yi Cai
,
Martino Calvo
(8, 9)
,
Anthony Challinor
,
Jens Chluba
,
Guido d'Amico
,
Jacques Delabrouille
(1)
,
Jose Maria Diego
,
Gianfranco de Zotti
,
Vincent Desjacques
,
Eleonora Di Valentino
(2, 6)
,
Stephen Feeney
,
James R. Fergusson
,
Simone Ferraro
,
Francesco Forastieri
,
Silvia Galli
(6)
,
Juan García-Bellido
,
Ricardo T. Génova-Santos
,
Martina Gerbino
,
Joaquin González-Nuevo
,
Sebastian Grandis
,
Josh Greenslade
(2)
,
Steffen Hagstotz
,
Shaul Hanany
,
Dhiraj K. Hazra
(1)
,
Carlos Hernández-Monteagudo
,
Eric Hivon
(6)
,
Bin Hu
,
Ely D. Kovetz
,
Hannu Kurki-Suonio
,
Massimiliano Lattanzi
,
Julien Lesgourgues
,
Joanes Lizarraga
,
Marcos López-Caniego
,
Gemma Luzzi
,
Bruno Maffei
(7)
,
Carlos J.A.P. Martins
,
Enrique Martínez-González
,
Darragh Mccarthy
,
Sabino Matarrese
,
Alessandro Melchiorri
,
Jean-Baptiste Melin
(10)
,
Alessandro Monfardini
(11)
,
Paolo Natoli
,
Mattia Negrello
,
Alessio Notari
,
Filippo Oppizzi
,
A. Paiella
,
Enrico Pajer
,
Guillaume Patanchon
(1, 12)
,
Subodh P. Patil
,
Michael Piat
(1, 12)
,
Giampaolo Pisano
,
L. Polastri
,
Gianluca Polenta
,
Vivian Poulin
(13)
,
M. Quartin
,
Andrea Ravenni
,
Mathieu Remazeilles
,
Alessandro Renzi
,
Diederik Roest
,
Laura Salvati
,
Andrea Tartari
(1)
,
Gianmassimo Tasinato
,
Jesús Torrado
,
Neil Trappe
,
Marco Tucci
,
Jon Urrestilla
,
Patricio Vielva
,
Rien van de Weygaert
1
APC (UMR_7164) -
AstroParticule et Cosmologie
2 Institut Lagrange de Paris
3 LPNHE (UMR_7585) - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
4 LPT - Laboratoire de Physique Théorique d'Orsay [Orsay]
5 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
6 IAP - Institut d'Astrophysique de Paris
7 IAS - Institut d'astrophysique spatiale
8 NEEL - Cryo - Cryogénie
9 INAC - Institut Nanosciences et Cryogénie
10 DPhP - Département de Physique des Particules (ex SPP)
11 NEEL - HELFA - Hélium : du fondamental aux applications
12 UPMC - Université Pierre et Marie Curie - Paris 6
13 LAPTH - Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique
2 Institut Lagrange de Paris
3 LPNHE (UMR_7585) - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
4 LPT - Laboratoire de Physique Théorique d'Orsay [Orsay]
5 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
6 IAP - Institut d'Astrophysique de Paris
7 IAS - Institut d'astrophysique spatiale
8 NEEL - Cryo - Cryogénie
9 INAC - Institut Nanosciences et Cryogénie
10 DPhP - Département de Physique des Particules (ex SPP)
11 NEEL - HELFA - Hélium : du fondamental aux applications
12 UPMC - Université Pierre et Marie Curie - Paris 6
13 LAPTH - Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique
Fabio Finelli
- Fonction : Auteur
Martin Bucher
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1392061
- ORCID : 0000-0002-9961-9772
- IdRef : 149725132
Ana Achúcarro
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Mario Ballardini
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Nicola Bartolo
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Daniel Baumann
- Fonction : Auteur
Sébastien Clesse
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Josquin Errard
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- PersonId : 741537
- IdHAL : josquin-errard
- ORCID : 0000-0002-1419-0031
- IdRef : 177826258
Will Handley
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Mark Hindmarsh
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Kimmo Kiiveri
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Martin Kunz
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Anthony Lasenby
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Michele Liguori
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Vincent Vennin
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- PersonId : 740368
- IdHAL : vincent-vennin
- ORCID : 0000-0002-8851-4430
- IdRef : 182255344
Frederico Arroja
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Marc Ashdown
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Jochem Baselmans
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James G. Bartlett
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- PersonId : 926973
- ORCID : 0000-0002-0685-8310
- IdRef : 063462184
Paolo de Bernardis
- Fonction : Auteur
Marco Bersanelli
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Anna Bonaldi
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Julian Borril
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Thejs Brinckmann
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Zhen-Yi Cai
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Anthony Challinor
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Jens Chluba
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Guido d'Amico
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Jose Maria Diego
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Gianfranco de Zotti
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Vincent Desjacques
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Eleonora Di Valentino
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James R. Fergusson
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Simone Ferraro
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- ORCID : 0000-0003-4992-7854
Francesco Forastieri
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Silvia Galli
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- IdHAL : silvia-galli
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- IdRef : 156966123
Juan García-Bellido
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Ricardo T. Génova-Santos
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Martina Gerbino
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Joaquin González-Nuevo
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Sebastian Grandis
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Steffen Hagstotz
- Fonction : Auteur
Shaul Hanany
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Carlos Hernández-Monteagudo
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Bin Hu
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- PersonId : 759926
- ORCID : 0000-0002-1573-7625
Ely D. Kovetz
- Fonction : Auteur
Hannu Kurki-Suonio
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Massimiliano Lattanzi
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Julien Lesgourgues
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Joanes Lizarraga
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Marcos López-Caniego
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Gemma Luzzi
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Bruno Maffei
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- PersonId : 1360237
- IdHAL : bruno-maffei
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Carlos J.A.P. Martins
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Enrique Martínez-González
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Darragh Mccarthy
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Sabino Matarrese
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Alessandro Melchiorri
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Alessandro Monfardini
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- PersonId : 770390
- ORCID : 0000-0001-5337-5533
Paolo Natoli
- Fonction : Auteur
Mattia Negrello
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Alessio Notari
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Filippo Oppizzi
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Subodh P. Patil
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L. Polastri
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Gianluca Polenta
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M. Quartin
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Andrea Ravenni
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Mathieu Remazeilles
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Alessandro Renzi
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Diederik Roest
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Laura Salvati
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- PersonId : 1362279
- IdHAL : laura-salvati
Gianmassimo Tasinato
- Fonction : Auteur
Jesús Torrado
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Neil Trappe
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Marco Tucci
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Jon Urrestilla
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Patricio Vielva
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Rien van de Weygaert
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Résumé
We forecast the scientific capabilities to improve our understanding of cosmic inflation of CORE, a proposed CMB space satellite submitted in response to the ESA fifth call for a medium-size mission opportunity. The CORE satellite will map the CMB anisotropies in temperature and polarization in 19 frequency channels spanning the range 60–600 GHz. CORE will have an aggregate noise sensitivity of 1.7 μK⋅ arcmin and an angular resolution of 5' at 200 GHz. We explore the impact of telescope size and noise sensitivity on the inflation science return by making forecasts for several instrumental configurations. This study assumes that the lower and higher frequency channels suffice to remove foreground contaminations and complements other related studies of component separation and systematic effects, which will be reported in other papers of the series "Exploring Cosmic Origins with CORE." We forecast the capability to determine key inflationary parameters, to lower the detection limit for the tensor-to-scalar ratio down to the 10−3 level, to chart the landscape of single field slow-roll inflationary models, to constrain the epoch of reheating, thus connecting inflation to the standard radiation-matter dominated Big Bang era, to reconstruct the primordial power spectrum, to constrain the contribution from isocurvature perturbations to the 10−3 level, to improve constraints on the cosmic string tension to a level below the presumptive GUT scale, and to improve the current measurements of primordial non-Gaussianities down to the fNLlocal < 1 level. For all the models explored, CORE alone will improve significantly on the present constraints on the physics of inflation. Its capabilities will be further enhanced by combining with complementary future cosmological observations.
Mots clés
angular resolution
string tension
cosmic string
cosmic background radiation: polarization
cosmic background radiation: temperature
cosmic background radiation
satellite
reheating
big bang
cosmological model
inflation: slow-roll approximation
inflation: model
cosmic background radiation: anisotropy
scale: grand unified theory
non-Gaussianity: primordial
isocurvature: perturbation
power spectrum: primordial
frequency: high
detector: sensitivity
noise