✖


Jump to content

БИЦЕП и массив Кека

Координаты : 89 ° 59'59 "ю.ш. 0 ° 00'00" в.д.  / 89,999722 ° ю.ш. 0 ° в.д.  / -89,999722; 0
(Перенаправлено с BICEP2 )
БИЦЕП
Детекторная решетка BICEP2 под микроскопом
Альтернативные названия Фоновое изображение космической внегалактической поляризации Отредактируйте это в Викиданных
Часть Южнополярная станция Амундсен-Скотт  Edit this on Wikidata
Местоположение(а) Район Договора об Антарктике
Координаты 89 ° 59'59 "ю.ш. 0 ° 00'00" в.д.  / 89,999722 ° ю.ш. 0 ° в.д.  / -89,999722; 0 Отредактируйте это в Викиданных
Длина волны 95, 150, 220 ГГц (3,2, 2,0, 1,4 мм)
Стиль телескопа эксперимент с космическим микроволновым фоном
радиотелескоп  Edit this on Wikidata
Диаметр 0,25 м (9,8 дюйма) Отредактируйте это в Викиданных
Веб-сайт www .cfa Гарвард .edu /CMB /кекаррай / Отредактируйте это в Викиданных
BICEP и Keck Array расположены в Антарктиде.
БИЦЕП и массив Кека
Расположение BICEP и Keck Array
  Соответствующие СМИ на сайте Commons
[ править в Викиданных ]

BICEP ( фоновое изображение космической внегалактической поляризации ) и установка Кека представляют собой серию изучению космического микроволнового фона (CMB) экспериментов по . Они стремятся измерить поляризацию реликтового излучения; в частности, измерение B -моды реликтового излучения. В экспериментах использовалось пять поколений инструментов, состоящих из BICEP1 (или просто BICEP ), BICEP2 , Keck Array , BICEP3 и BICEP Array . Массив Кека начал наблюдения в 2012 году, а BICEP3 полностью заработал с мая 2016 года, а установка BICEP Array началась в 2017/18 году.

Цель и сотрудничество

[ редактировать ]
Гравитационные волны могут возникнуть в результате инфляции , фазы ускоренного расширения после Большого взрыва . [1] [2] [3] [4]

Целью эксперимента BICEP является измерение поляризации космического микроволнового фона. [5] В частности, он направлен на измерение B -мод ( роторной составляющей) поляризации реликтового излучения. [6] BICEP работает из Антарктиды , на Южнополярной станции Амундсен-Скотт . [5] Все три инструмента нанесли на карту одну и ту же часть неба вокруг южного полюса мира . [5] [7]

Учреждениями, участвующими в создании различных инструментов, являются Калифорнийский технологический институт , Кардиффский университет , Чикагский университет , Центр астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт , Лаборатория реактивного движения , CEA Гренобль (Франция) , Университеты Миннесоты и Стэнфордский университет (все эксперименты); Калифорнийский университет в Сан-Диего (BICEP1 и 2); Национальный институт стандартов и технологий (NIST), Университет Британской Колумбии и Университет Торонто (BICEP2, Keck Array и BICEP3); и Университет Кейс Вестерн Резерв (Кек-Эррей). [6] [8] [9] [10] [11]

Серия экспериментов началась в Калифорнийском технологическом институте в 2002 году. В сотрудничестве с Лабораторией реактивного движения физики Эндрю Ланге , Джейми Бок, Брайан Китинг и Уильям Холзапфел начали строительство телескопа BICEP1, который был развернут на юге Амундсена-Скотта. Полярная станция в 2005 г. для трехсезонных наблюдений. [12] Сразу после развертывания BICEP1 команда, в которую теперь входили, среди прочих, постдокторанты Калифорнийского технологического института Джон Ковач и Чао-Лин Куо, начала работу над BICEP2. Телескоп остался прежним, но в BICEP2 были вставлены новые детекторы, использующие совершенно другую технологию: печатную плату в фокальной плоскости, которая могла фильтровать, обрабатывать, отображать и измерять излучение космического микроволнового фона. BICEP2 был развернут на Южном полюсе в 2009 году, чтобы начать трехсезонный наблюдательный цикл, который позволил обнаружить поляризацию B-моды в космическом микроволновом фоне.

БИЦЭП1

[ редактировать ]

Первый прибор BICEP (известный во время разработки как «телескоп гравитационных волн Робинсона») наблюдал небо на частотах 100 и 150 ГГц (длина волны 3 мм и 2 мм) с угловым разрешением 1,0 и 0,7 градуса . Он имел массив из 98 детекторов (50 на частоте 100 ГГц и 48 на частоте 150 ГГц), чувствительных к поляризации реликтового излучения. [5] Пара детекторов представляет собой один поляризационно-чувствительный пиксель. Прибор, являющийся прототипом будущих инструментов, был впервые описан Китингом и др. 2003 г. [13] и начал наблюдать в январе 2006 г. [6] и действовал до конца 2008 года. [5]

БИЦЭП2

[ редактировать ]
Телескоп BICEP2 возле телескопа Южного полюса
Массив Кека в обсерватории Мартина А. Померанца

Инструментом второго поколения был BICEP2. [14] Он оснащен значительно улучшенной матрицей болометрических датчиков переходного края (TES) в фокальной плоскости, состоящей из 512 датчиков (256 пикселей), работающих на частоте 150 ГГц. Этот телескоп с апертурой 26 см заменил инструмент BICEP1 и проводил наблюдения с 2010 по 2012 год. [15] [16]

В отчетах в марте 2014 года говорилось, что BICEP2 обнаружил B -моды гравитационных волн в ранней Вселенной (называемые первичными гравитационными волнами ), о результате, о котором сообщили четыре со-руководителя BICEP2: Джон М. Ковач из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт ; Чао-Лин Куо из Стэнфордского университета ; Джейми Бок из Калифорнийского технологического института ; и Клем Прайк из Университета Миннесоты .

Объявление было сделано 17 марта 2014 г. из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт . [1] [2] [3] [4] [17] Зарегистрировано обнаружение B-мод на уровне r = 0,20 +0,07.
-0,05 , что противоречит нулевой гипотезе ( r = 0 ) на уровне 7 сигм (5,9 σ после вычитания переднего плана). [15] Однако 19 июня 2014 года о космической инфляции ; сообщалось о снижении уверенности в подтверждении выводов [18] [19] Принятая и рассмотренная версия документа об открытии содержит приложение, в котором обсуждается возможное создание сигнала космической пылью . [15] Отчасти из-за большого значения отношения тензора к скаляру, что противоречит ограничениям данных Планка , [20] Многие ученые считают это наиболее вероятным объяснением обнаруженного сигнала. Например, 5 июня 2014 года на конференции Американского астрономического общества астроном Дэвид Спергель утверждал, что поляризация B-моды, обнаруженная BICEP2, вместо этого может быть результатом света, излучаемого пылью между звездами в нашей галактике Млечный Путь . [21]

Препринт , выпущенный командой Planck в сентябре 2014 года и в конечном итоге принятый в 2016 году, обеспечил наиболее точные измерения пыли и пришел к выводу, что сигнал от пыли имеет ту же силу, что и сигнал BICEP2. [22] [23] 30 января 2015 года BICEP2 и Planck был опубликован совместный анализ данных , и Европейское космическое агентство объявило, что сигнал можно полностью отнести к пыли в Млечном Пути. [24]

BICEP2 объединил свои данные с Keck Array и Planck в совместном анализе. [25] Публикация в журнале Physical Review Letters за март 2015 года установила ограничение на отношение тензора к скаляру r <0,12 .

Дело BICEP2 стало темой книги Брайана Китинга .

Кек Массив

[ редактировать ]
Основные свойства инструментов BICEP
Инструмент Начинать Конец Частота Разрешение Датчики (пиксели) Ссылки
БИЦЕП 2006 2008 100 ГГц 0.93° 50 (25) [5] [6]
150 ГГц 0.60° 48 (24) [5]
БИЦЭП2 2010 2012 150 ГГц 0.52° 500 (250) [15]
Кек Массив 2011 2011 150 ГГц 0.52° 1488 (744) [7] [26]
2012 2012 2480 (1240)
2013 2018 1488 (744) [26]
95 ГГц 0.7° 992 (496)
БИЦЭП3 2015 — 95 ГГц 0.35° 2560 (1280) [27]

Непосредственно рядом с телескопом BICEP в здании обсерватории Мартина А. Померанца на Южном полюсе находилась неиспользуемая монтировка телескопа, ранее занятая интерферометром градусно-угловой шкалы . [28] Keck Array был построен с учетом преимуществ этой более крупной монтировки телескопа. Этот проект был профинансирован за счет 2,3 миллиона долларов США от Фонда У.М. Кека , а также от Национального научного фонда , Фонда Гордона и Бетти Мур , Фонда Джеймса и Нелли Килроев и Фонда Барзана. [6] Проект Keck Array первоначально возглавлял Эндрю Ланге . [6]

Массив Кека состоит из пяти поляриметров , каждый из которых очень похож на конструкцию BICEP2, но использует холодильник с импульсной трубкой, а не большой криогенный дьюар для хранения жидкого гелия .

Первые три начали наблюдения южным летом 2010–2011 гг.; еще два начали наблюдения в 2012 году. Все приемники наблюдали на частоте 150 ГГц до 2013 года, когда два из них были переоборудованы для наблюдения на частоте 100 ГГц. [26] Каждый поляриметр состоит из преломляющего телескопа (для минимизации систематики), охлаждаемого с помощью охладителя импульсной трубки до 4 К, и матрицы в фокальной плоскости из 512 датчиков края перехода, охлаждаемых до 250 мК, что дает в общей сложности 2560 детекторов, или 1280 детекторов двойной поляризации. пикселей. [7]

В октябре 2018 года были объявлены первые результаты массива Кека (в сочетании с данными BICEP2) с использованием наблюдений до сезона 2015 года включительно. Это позволило получить верхний предел космологических B-мод. (уровень достоверности 95%), что сводится к в сочетании с данными Планка . [29]

В октябре 2021 года были объявлены новые результаты, дающие (при уровне достоверности 95%) на основе сезона наблюдений BICEP/Keck 2018 года в сочетании с данными Planck и WMAP . [30] [31]

БИЦЭП3

[ редактировать ]

После завершения строительства массива Кека в 2012 году дальнейшее использование BICEP2 стало нерентабельным. Однако, используя ту же технику, что и массив Кека, для устранения большого дьюара с жидким гелием , на исходную монтировку телескопа BICEP был установлен телескоп гораздо большего размера.

BICEP3 состоит из одного телескопа с теми же 2560 детекторами (наблюдения на частоте 95 ГГц), что и массив Кека из пяти телескопов, но с апертурой 68 см. [32] обеспечивая примерно вдвое большую оптическую пропускную способность, чем весь массив Кека. Одним из последствий большой фокальной плоскости является увеличение поля зрения на 28°. [33] что обязательно будет означать сканирование некоторых участков неба, загрязненных передним планом. Установлен (с первоначальной настройкой) на столбе в январе 2015 года. [27] [34] К летнему сезону 2015–2016 гг. В Австралии он был модернизирован до полной конфигурации детектора 2560. BICEP3 также является прототипом BICEP Array. [35]

БИЦЕП

[ редактировать ]

На смену массиву Кека пришла массив BICEP, который состоит из четырех телескопов типа BICEP3 на общей монтировке, работающих на частотах 30/40, 95, 150 и 220/270 ГГц. [36] Установка началась между сезонами наблюдений 2017 и 2018 годов. Его планируется полностью установить к сезону наблюдений 2020 года. [37] [38]

Согласно веб-сайту проекта: «BICEP Array будет измерять поляризованное небо в пяти частотных диапазонах, чтобы достичь максимальной чувствительности к амплитуде IGW [инфляционных гравитационных волн] σ(r) <0,005» и «Это измерение станет окончательным тестом». моделей медленной инфляции, которые обычно предсказывают гравитационно-волновой сигнал выше примерно 0,01». [37]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б Персонал (17 марта 2014 г.). «Публикация результатов BICEP2 за 2014 год» . Национальный научный фонд . Проверено 18 марта 2014 г.
  2. ^ Jump up to: а б Клавин, В. (17 марта 2014 г.). «Технологии НАСА рассматривают рождение Вселенной» . НАСА . Проверено 17 марта 2014 г.
  3. ^ Jump up to: а б Овербай, Д. (17 марта 2014 г.). «Обнаружение волн в космических контрфорсах, знаменующих теорию Большого взрыва» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 17 марта 2014 г.
  4. ^ Jump up to: а б Овербай, Д. (24 марта 2014 г.). «Рябь от Большого Взрыва» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 24 марта 2014 г.
  5. ^ Jump up to: а б с д и ж г «БИЦЭП: Фоновый телескоп гравитационных волн Робинсона» . Калтех . Проверено 07 октября 2022 г.
  6. ^ Jump up to: а б с д и ж «Подарок Фонда В.М. Кека, который позволит ученым Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения исследовать насильственное происхождение Вселенной» . Калтех . Архивировано из оригинала 02 марта 2012 г.
  7. ^ Jump up to: а б с «Прибор – Южный полюс массива Кека» . Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики . Проверено 14 марта 2014 г.
  8. ^ «Сотрудничество BICEP1» . Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики . Проверено 14 марта 2014 г.
  9. ^ «Сотрудничество – Южный полюс BICEP2» . Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики . Проверено 14 марта 2014 г.
  10. ^ «Сотрудничество – Южный полюс массива Кек» . Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики . Проверено 14 марта 2014 г.
  11. ^ «Сотрудничество BICEP3» . Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики . Проверено 14 марта 2014 г.
  12. ^ «Резюме премии NSF № 0230438» . Национальный научный фонд . Проверено 26 марта 2014 г.
  13. ^ Китинг, Брайан; и др. (2003). Финески, Сильвано (ред.). «BICEP: поляриметр CMB с большим угловым масштабом» (PDF) . Поляриметрия в астрономии . 4843 : 284–295. Бибкод : 2003SPIE.4843..284K . дои : 10.1117/12.459274 . S2CID   122838031 .
  14. ^ Огберн, RW; и др. (2010). Холланд, Уэйн С; Змуидзинас, Йонас (ред.). «Эксперимент по поляризации CMB BICEP2» . Труды SPIE . Детекторы и приборы для астрономии миллиметрового, субмиллиметрового и дальнего инфракрасного диапазона V. 7741 : 77411G. Бибкод : 2010SPIE.7741E..1GO . дои : 10.1117/12.857864 . S2CID   29118984 .
  15. ^ Jump up to: а б с д Питер А.Р. Ад; Р.В. Айкин; Денис Баркац; и др. (19 июня 2014 г.). «Обнаружение поляризации B-моды в градусно-угловых масштабах с помощью BICEP2». Письма о физических отзывах . 112 (24): 241101. arXiv : 1403.3985 . дои : 10.1103/PHYSREVLETT.112.241101 . ISSN   0031-9007 . ПМИД   24996078 . Викиданные   Q27012172 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  16. ^ Аде, Пенсильвания; и др. (2014). «BICEP2. II. Эксперимент и набор трехлетних данных». Астрофизический журнал . 792 (1): 62. arXiv : 1403.4302 . Бибкод : 2014ApJ...792...62B . дои : 10.1088/0004-637X/792/1/62 . S2CID   18486247 .
  17. ^ «Гравитационные волны: слышали ли американские ученые отголоски большого взрыва?» . Хранитель . 14 марта 2014 г. Проверено 14 марта 2014 г.
  18. ^ Овербай, Д. (19 июня 2014 г.). «Астрономы защищаются от заявления об обнаружении Большого взрыва» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 20 июня 2014 г.
  19. ^ Амос, Дж. (19 июня 2014 г.). «Космическая инфляция: уверенность в сигнале Большого взрыва снижена» . Новости Би-би-си . Проверено 20 июня 2014 г.
  20. ^ Сотрудничество Планка (2014). «Результаты Планка 2013. XVI. Космологические параметры». Астрономия и астрофизика . 571 : 16. arXiv : 1303.5076 . Бибкод : 2014A&A...571A..16P . дои : 10.1051/0004-6361/201321591 . S2CID   118349591 .
  21. ^ Урри, М. (5 июня 2014 г.). «Что стоит за спорами о Большом взрыве?» . CNN . Проверено 6 июня 2014 г.
  22. ^ Сотрудничество Планка (2016). «Промежуточные результаты Планка. XXX. Угловой спектр мощности излучения поляризованной пыли на средних и высоких галактических широтах». Астрономия и астрофизика . 586 (133): А133. arXiv : 1409.5738 . Бибкод : 2016A&A...586A.133P . дои : 10.1051/0004-6361/201425034 . S2CID   9857299 .
  23. ^ Овербай, Д. (22 сентября 2014 г.). «Исследование подтверждает критику открытия Большого взрыва» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 22 сентября 2014 г.
  24. ^ Коуэн, Рон (30 января 2015 г.). «Открытие гравитационных волн официально мертво». Природа . дои : 10.1038/nature.2015.16830 . S2CID   124938210 .
  25. ^ BICEP2/Сотрудничество Keck Array и Planck (2015). «Совместный анализ данных BICEP2/Keck Array и Planck». Письма о физических отзывах . 114 (10): 101301. arXiv : 1502.00612 . Бибкод : 2015PhRvL.114j1301B . doi : 10.1103/PhysRevLett.114.101301 . ПМИД   25815919 . S2CID   218078264 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  26. ^ Jump up to: а б с «Южный полюс Кекского массива» . Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики . Проверено 14 марта 2014 г.
  27. ^ Jump up to: а б «БИЦЭП3» . Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики . Проверено 14 марта 2014 г.
  28. ^ «День открытых дверей МАПО» . kateinantarctica.wordpress.com. 14 декабря 2014 г. Проверено 22 марта 2018 г.
  29. ^ Кек Аррэй, Сотрудничество BICEP2 (11 октября 2018 г.). «BICEP2 / Keck Array x: Ограничения на первичные гравитационные волны с использованием Planck, WMAP и новых наблюдений BICEP2 / Keck в сезоне 2015 года». Физ. Преподобный Летт . 121 (22): 221301. arXiv : 1810.05216 . doi : 10.1103/PhysRevLett.121.221301 . ПМИД   30547645 . S2CID   56174788 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  30. ^ Сотрудничество BICEP/Keck; Аде, Пенсильвания; Ахмед З.; Амири, М.; Баркац, Д.; Тхакур, Р. Басу; Бишофф, Калифорния; Бек, Д.; Бок, Джей-Джей; Бениш, Х.; Баллок, Э. (04 октября 2021 г.). «Улучшенные ограничения на первичные гравитационные волны с использованием наблюдений Planck, WMAP и BICEP/Keck в течение сезона наблюдений 2018 года» . Письма о физических отзывах . 127 (15): 151301. arXiv : 2110.00483 . Бибкод : 2021PhRvL.127o1301A . doi : 10.1103/PhysRevLett.127.151301 . ПМИД   34678017 . S2CID   238253204 .
  31. ^ Меербург, Даниэль (04 октября 2021 г.). «Сжатие теоретического пространства ради космической инфляции» . Физика . 14 : 135. Бибкод : 2021PhyOJ..14..135M . дои : 10.1103/Физика.14.135 . S2CID   239251554 .
  32. ^ Новости сотрудничества BICEP и Keck Array Зишан Ахмед KIPAC, Стэнфордский университет, 8 июня 2015 г.
  33. ^ Ахмед З.; Амири, М.; и др. (2014). Холланд, Уэйн С; Змуидзинас, Йонас (ред.). «BICEP3: телескоп-рефрактор 95 ГГц для поляризации реликтового излучения в градусном масштабе». Труды SPIE . Детекторы и приборы миллиметрового, субмиллиметрового и дальнего инфракрасного диапазона для астрономии VII. 9153 : 91531Н. arXiv : 1407.5928 . Бибкод : 2014SPIE.9153E..1NA . дои : 10.1117/12.2057224 . S2CID   7249387 .
  34. ^ Бриггс, Д. (10 марта 2015 г.). «БИЦЕП: От Южного полюса к началу времен» . Новости Би-би-си .
  35. ^ «BICEP3 — Наблюдательная космология Калифорнийского технологического института» .
  36. ^ Скиллачи, Алессандро; и др. (17 февраля 2020 г.). «Проектирование и характеристики первого приемника массива BICEP» (PDF) . Журнал физики низких температур . 199 (3–4): 976–984. arXiv : 2002.05228 . Бибкод : 2020JLTP..199..976S . дои : 10.1007/s10909-020-02394-6 . S2CID   204954127 .
  37. ^ Jump up to: а б «BICEP Array — Наблюдательная космология Калифорнийского технологического института» . космология.caltech.edu .
  38. ^ Рини, Матео (30 октября 2020 г.). «Сезон охоты на первичные гравитационные волны» . АПС Физика . Том. 13. с. 164. дои : 10.1103/Физика.13.164 . Проверено 10 ноября 2020 г.
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы, связанные с BICEP .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=BICEP_and_Keck_Array&oldid=1233483901"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: bc7ae0c31652092bd721f05ec42c63eb__1720506480
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/bc/eb/bc7ae0c31652092bd721f05ec42c63eb.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
BICEP and Keck Array - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)