, En varm morgon i början av juli, en sju fot bred, 8, 000-pund metallisk struktur tog sig från Boston till Penns David Rittenhouse Laboratory. Teleskopmottagaren med stor bländare (LATR) lastades försiktigt på en gaffeltruck och bars genom smala gränder och parkeringsplatser innan den placerades i High Bay-labbet, medan studenter och forskare tittade på ivrigt.

Men nu är det när arbetet, och det roliga, börjar verkligen. Som medlemmar i Simons Observatory-samarbetet, forskare i Mark Devlins labb lägger nu sista handen på LATR, sensorn som kommer att vara "hjärtat" i ett banbrytande astronomiskt observatorium vars mål är att lära sig mer om universums tidiga ögonblick.

Simons Observatory kommer att innehålla en serie teleskop, ligger i den höga Atacamaöknen i norra Chile, som är designade för att detektera kosmisk mikrovågsbakgrund (CMB). CMB är den reststrålning som lämnats efter Big Bang, och astronomer studerar dessa svaga vågor för att lära sig mer om universums första ögonblick, för nästan 14 miljarder år sedan. Genom att studera denna "efterglöd" av Big Bang, forskare hoppas kunna lära sig mer om universums utveckling med tiden.

"Det är som ett fossil, " säger Michele Limon, en systemingenjör som arbetar på Simons Observatory-projektet, om hur CMB kan hjälpa astronomer att se tillbaka i tiden. Limon säger också att CMB till och med kan användas inom andra områden av fysikforskning, som att mäta massan av neutriner. "CMB är ett fantastiskt verktyg som låter dig studera alla möjliga saker, " han säger.

Men utmaningen med att mäta CMB är att signalen är otroligt svag. "För att det är så svagt, vi måste kontrollera bruset, " förklarar Zhilei Xu, en postdoc i Devlin-gruppen. "Och all elektronik fungerar bättre när den är kallare. Om det är för varmt, de är mer bullriga."

Kall, i fallet med LATR, betyder verkligen, verkligen, väldigt kallt. CMB finns runt 3 grader Kelvin, nästan -450 grader Fahrenheit. Och eftersom Simons Observatory vill studera CMB i ultramikrovågsområdet, de måste göra detektorn ännu kallare, ner till 0,1 grader Kelvin. För perspektiv, 0 Kelvin kallas absolut noll, den lägsta teoretiska temperaturen som faktiskt inte är möjlig att nå.

Som experter på kryogenik, en gren av fysiken som handlar om att skapa och studera saker vid mycket låga temperaturer, Devlin-gruppen arbetar på att skapa rätt typ av superkall miljö för detektorerna för att hitta CMB. Genom att använda deras expertis, gruppen designade det massiva metalliska skalet som kommer att inrymma all detekteringsteknik, med doktorander Ningfeng Zhu och Jack Orlowski-Scherer som är starkt involverade i utformningen av LATR.

"Det finns en begränsad kyleffekt i kylskåpet, " säger Orlowski-Scherer om det ultrakalla kylskåpet som kommer att gå in i LATR. "Vi var tvungna att designa instrumentet på ett sätt som kunde matcha vad kylaren kunde släcka. Att hålla sig under gränsen innebar noggrann design, " han säger.

Som det största markbaserade CMB-experimentet som någonsin byggts, dubbelt så stor som tidigare observatorier, Zhu säger att designprocessen innebar att ta itu med ett antal tekniska utmaningar. Mängden tid som ägnades åt att arbeta med designen och förväntan på att vänta på att se om LATR kunde hålla upp under vakuumtryck var "spännande, utmanande, och givande, " säger han. "Det är en gång-i-livet-möjlighet."

Devlin-labbet kommer de kommande månaderna att köra tester för att säkerställa att LATR, vars skal tillverkades i Boston med alla komponenter exakta till 1 mm, fungerar som det ska innan du installerar isolering, detektorer, termometrar, och sensorer.

Parallellt, teleskopet med stor bländare, LAT för kort, produceras i Tyskland med syfte att få både LATR och LAT monterade och fraktade till Chile i början av 2021. Målet är att observatoriet ska samla sitt "första ljus" någon gång under våren 2021.

Devlin, som har arbetat inom detta område under hela sin karriär, säger att den färdiga produkten kommer att vara 10 gånger känsligare än något annat CMB-experiment han har arbetat med. Han säger att med ett så långvarigt projekt som detta är det svårt att ha en enda aspekt som han ser mest fram emot, men säger att det är "fantastiskt" att ha LATR här på Penn och att se de framsteg som görs varje dag.

"De kortsiktiga målen är baserade på teknik, men det långsiktiga målet är faktiskt vetenskapen. Vi spenderar vår tid på tekniken eftersom, i sista hand, du vill göra känsliga mätningar av himlen. Och vi ska titta på coola grejer, universums utveckling över kosmisk tid, så bara att se resultaten komma in kommer att bli kul, säger Devlin.