Esta tesis está dedicada al estudio de los efectos sistemáticos y los métodos de análisis para la caracterización de la polarización del fondo cósmico de microondas (FCM) con el experimento QUIJOTE-CMB. El objetivo principal de dicho experimento es la detección indirecta de ondas gravitacionales primordiales generadas durante la época inflacionaria, a través de la caracterización los modosB del FCM, si estos modos tienen una amplitud de r > 0.05.
El experimento QUIJOTE-CMB consta de dos telescopios y tres instrumentos: MFI (10¿20 GHz), TGI (30 GHz) y FGI (40 GHz). En esta tesis se presenta por primera vez el instrumento multi-frecuencia o MFI, y se describe en detalle la fase de integración y de puesta en marcha. El MFI está operativo en el Observatorio del Teide desde Noviembre de 2012.
En el primer bloque de la tesis se ha realizado el estudio detallado de los posibles efectos sistemáticos del MFI. En particular, se ha llevado a cabo la caracterización de la óptica de las bocinas del MFI a través de medidas del patrón de radiación, confirmando que están en buen acuerdo con las especificaciones requeridas. Se han realizado simulaciones que tienen en cuenta la polarización cruzada en el haz del telescopio para estudiar su impacto en la detectabilidad de los modos B. Se han utilizado medidas de laboratorio de los dispositivos del MFI para caracterizar, a través de las matrices de Jones, los efectos sistemáticos instrumentales, y dado su impacto en la detección de los modosB del FCM, se propone la modulación discreta en cuatro posiciones como la estrategia de observación más eficiente para mitigar el acoplamiento entre los espectros de potencias del FCM. Las observaciones de QUIJOTE-CMB se están realizando en este modo de modulación. También se presentan una serie de medidas funcionales del MFI en la fase de pre-comisionado (tales como el procedimiento de ciclado criogénico, medidas de temperatura de sistema, etc.), y los primeros datos del calibrador Tau A.
En un segundo bloque, se ha llevado a cabo un estudio observacional de la emisión anómala de microondas (EAM), y en particular de su polarización. Se han usado los datos de la misión WMAP para mostrar el descubrimiento de EAM en la región de las Pléyades, y la primera detección de emisión difusa de EAM en la región LPH96. Se han obtenido las propiedades de polarización de la EAM en las regiones Perseo, Pléyades, LPH96 y LDN1622, que permiten poner a prueba los modelos teóricos de los procesos físicos que explican dicha emisión. En particular, para la región de Perseo se han obtenido restricciones sobre la fracción de polarización de la EAM (¿EAM) de 0.8, 2.4 y 3.7 % con un nivel de confianza del 95 % a 23, 33 y 41 GHz respectivamente, las cuales proporcionan la cota superior más restrictiva que se ha publicado hasta la fecha para la polarización de la EAM en este rango de frecuencias. Finalmente, se ha demostrado que una componente polarizada difusa de EAM en las bandas de QUIJOTE-CMB tiene poco impacto en la caracterización de los modosB del FCM, para niveles de polarización ¿ 0.5 %.
Por último, en el tercer bloque de la tesis se han desarrollado e implementado tres métodos de separación de componentes para el experimento QUIJOTE-CMB. Los métodos se han aplicado a una serie de simulaciones realistas de las observaciones finales del experimento, usando los tres instrumentos. Con dichas simulaciones, se ha estudiado el impacto de la componente difusa, las fuentes puntuales y los efectos sistemáticos instrumentales en la caracterización de los modosB del FCM. Los resultados han demostrado que el concepto de operación de QUIJOTE-CMB, basado en el uso de los canales 10¿20GHz para la corrección de la señal sincrotrón a 30 y 40 GHz en escalas angulares superiores a un grado (l <~ 100), es viable para alcanzar el objetivo científico de detección de los modos B del FCM con r > 0.1.