Apparue au moment de la formation des atomes, 380 000 ans après le big-bang, la première lumière de l'Univers (ou fond diffus cosmologique) témoigne des premiers instants de l'Univers. En particulier, l'analyse de sa polarisation sur tout le ciel permettrait de tester des modèles d'« inflation », cette extraordinaire dilatation de l'Univers, qui se serait produite seulement 10-38 seconde après le Big Bang.
Le futur satellite japonais LiteBIRD (Lite satellite for the studies of B-mode polarization and Inflation from cosmic background Radiation Detection) qui sera lancé en 2032 vise à mesurer la polarisation du fond cosmologique sur une large échelle angulaire.
L'un des deux télescopes à bord (Medium and High Frequency Telescope) sera fourni par les Européens, l'Irig étant chargé du système de réfrigération pour les deux derniers étages de détection, à 0,38 K et 0,1 K.
Pour relever ce défi, les scientifiques du Département des systèmes basses températures de l'Irig et leurs partenaires doivent innover sur plusieurs fronts :
- Développer de nouveaux matériaux magnétocaloriques, changeant de température sous l'effet d'une variation de champ magnétique (par désaimantation adiabatique), comme le grenat d'ytterbium et de gallium (Ytterbium Gallium Garnet ou YBGG) ou l'alun de chrome KCr(SO4)2 (Chrome Potassium Alum ou CPA) ;
- Renforcer les performances de composants (bobines supraconductrices compactes, interrupteurs thermiques à gaz ou supraconducteurs, etc.).
- Optimiser l'architecture thermique du système (liens multi-étagés basse température entre le réfrigérateur et les télescopes, etc.).
Les équipes contribuant à LiteBIRD doivent fournir fin 2023 des rapports d'étude pour estimer la faisabilité du projet. Elles livreront ensuite un modèle d'ingénierie du réfrigérateur et des liens thermiques en 2025, puis les modèles de vol en 2029.
Le projet est mené par l'agence spatiale japonaise JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) responsable du satellite et du télescope basses fréquences (LFT). Le télescope moyennes et hautes fréquences (MHFT) est, quant à lui européen, sous la responsabilité du Cnes. Le Canada et les États-Unis sont impliqués sur les deux projets au niveau des détecteurs.