Desi (Dark Energy Spectroscopic Instrument) est conçu pour analyser simultanément cinq mille galaxies ou quasars choisis au préalable, à partir d'observations astronomiques antérieures. En deux minutes, cinq mille fibres optiques, situées sur le plan focal du télescope, se positionnent automatiquement en face de leur cible et acheminent sa lumière jusqu'aux trois spectrographes couvrant l'ultra-violet, le visible et l'infrarouge. Ces données spectrales fournissent le « décalage vers le rouge » des galaxies ou des quasars, que les physiciens relient ensuite à leur distance à la Terre.
À raison de 5.000 spectres toutes les 20 minutes, Desi pourra analyser 35 millions de galaxies et 2,4 millions de quasars, sur un tiers du ciel. Le nombre d'objets recensés sera multiplié par 15 par rapport aux relevés actuels. Desi permettra d'interroger l'évolution de l'Univers à une échelle inédite. Les mesures de distance des astres observés seront confrontées aux prédictions du modèle standard de la cosmologie. Celui-ci suppose l'existence d'une composante inconnue et jamais directement observée, que les chercheurs appellent « énergie noire ». Celle-ci serait responsable de l'accélération, depuis cinq milliards d'années, de l'expansion de l'Univers.
L'Irfu est responsable de la conception, du montage et du contrôle du système de refroidissement destiné aux détecteurs des spectrographes. Chaque détecteur est placé dans un cryostat qui possède sa propre machine thermique, un tube pulsé conçu par l'Irig et fabriqué par Thales. Des chercheurs de l'Irfu ont par ailleurs participé à la sélection des galaxies très brillantes, des galaxies rouges lumineuses, des galaxies à raies d'émission et des quasars qui seront analysés par Desi.
La collaboration internationale Desi est pilotée par le Lawrence Berkeley National Laboratory du Department of Energy américain. Elle rassemble près de 500 chercheurs de 75 institutions dans 13 pays. La conception des spectrographes est le fruit d'une collaboration entre le Berkeley Lab, le CEA, le CNRS, ainsi que l'entreprise française Winlight Optics, spécialisée dans l'optique de précision.