Эта научная статья нуждается в дополнительных ссылках на вторичные или третичные источники . ( Март 2015 ) |
Этот список представляет собой компиляцию экспериментов по измерению анизотропии и поляризации космического микроволнового фонового излучения (CMB) с момента первого обнаружения CMB Пензиасом и Уилсоном в 1964 году. Было проведено множество экспериментов по измерению анизотропии и поляризации CMB с момента его первого наблюдения в 1964 году Пензиасом и Уилсоном . Они включают в себя сочетание наземных, воздушных шаров и космических приемников. [2] [3] Некоторые примечательные эксперименты в списке: COBE , который впервые обнаружил анизотропию температуры CMB и показал, что он имеет спектр черного тела; DASI , который впервые обнаружил сигнал поляризации от CMB; [4] CBI , который провел наблюдения с высоким разрешением и получил первый спектр поляризации E-моды; [5] WMAP ; и космический аппарат Planck , который создал самую высокую на сегодняшний день карту всего неба как анизотропии температуры, так и сигналов поляризации. [6] Текущие научные цели наблюдения реликтового излучения включают точное измерение гравитационного линзирования, которое может ограничить массу нейтрино ; и измерение поляризации B-моды как возможного доказательства космической инфляции .
Разработка экспериментов по космическому микроволновому фоновому излучению [2] [3] [4] [7] [8] является очень сложной задачей. Наибольшие проблемы связаны с приемниками, оптикой телескопа и атмосферой. Для приложений с микроволновым фоном было разработано множество усовершенствованных технологий микроволновых усилителей. Некоторые используемые технологии — это HEMT , MMIC , SIS и болометры . [8] В экспериментах обычно используются сложные криогенные системы для поддержания усилителей в холодном состоянии. Часто эксперименты представляют собой интерферометры , которые измеряют только пространственные флуктуации сигналов на небе и нечувствительны к среднему фону в 2,7 К. [4]
Другая проблема — это шум 1/ f, присущий всем детекторам. Обычно экспериментальная стратегия сканирования разрабатывается так, чтобы минимизировать влияние такого шума. [7] Чтобы минимизировать боковые лепестки , микроволновая оптика обычно использует сложные линзы и облучатели . Наконец, в наземных (и, в некоторой степени, на воздушных шарах) приборах вода и кислород в атмосфере излучают и поглощают микроволновое излучение. Даже на частотах, где атмосферная передача высока, атмосферное излучение вносит фотонный шум , который ограничивает чувствительность эксперимента. Поэтому исследования реликтового излучения используют воздушные и космические эксперименты, а также сухие, высокогорные места, такие как чилийские Анды и Южный полюс . [9]
Этот список неполный ; вы можете помочь, добавив недостающие пункты. ( Июль 2015 г. ) |
Список ниже состоит из частичного списка прошлых, текущих и запланированных экспериментов CMB. Указаны название, год начала и окончания каждого эксперимента, а затем основание эксперимента — космическое, воздушное или наземное — и место проведения, где это уместно. Указаны используемые технологии частоты и усилителя, а также основные цели экспериментов. [10]
Изображение | Имя | Начинать | Конец | Основа | Расположение | Частота (ГГц) | Детекторная технология | Цели | Ссылки |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Расширенный космический микроволновый исследователь (ACME) Также HACME: HEMT +ACME | 1988 | 1996 | Земля | Южный полюс | 26–35; 38–45 | ХЕМТ | Анизотропия температуры | [10] [11] | |
Эксперимент по отслеживанию анизотропии Антарктического плато (APACHE) | 1995 | 1996 | Земля | Антарктида | 100, 150, 250 | Болометр | Анизотропия температуры | [10] | |
Абсолютный радиометр для космологии, астрофизики и диффузного излучения (ARCADE) | 2001 | 2006 | Воздушный шар | 3, 5, 7, 10, 30, 90 | ХЕМТ | Спектр реликтового излучения | [10] | ||
Археопс | 1999 | 2002 | Воздушный шар | 143, 217, 353, 545 | Болометр | Измерения в крупных и средних масштабах с улучшенной точностью в более крупных масштабах. | [10] | ||
Приемник болометрической матрицы Arcminute Cosmology (ACBAR) | 2001 | 2008 | Земля | Южный полюс | 150, 219, 274 | Болометр | Анизотропия температуры | [10] | |
Аркминутный микрокельвиновый тепловизор (AMI) | 2005 | — | Земля | Великобритания : Радиоастрономическая обсерватория Маллард | 12-18 | Интерферометр | Эффект SZ , Анизотропия температуры | [10] | |
QUI JOint TEnerife ( QUIJOTE ) | 2012 | — | Земля | Тенерифе | 11, 13, 17, 19, 30, 40 | Поляризатор / ОМТ | Поляризация по градусным угловым шкалам | [10] | |
АРГО | 1988, 1990, 1993 | 1993 | Воздушный шар | 150-600 | Болометр | [10] | |||
Массив для измерения анизотропии микроволнового фона (AMiBA) | 2007 | — | Земля | Гавайи: Мауна-Лоа | 86-102 | Интерферометр/MMIC | Эффект SZ; Поляризация | [10] [12] [13] | |
Поиск в режиме B Atacama (ABS) | 2012 | 2014 | Земля | Чили : пустыня Атакама | 145 | Болометр | Поляризация | [10] [14] | |
Атакамский космологический телескоп (ACT) | 2008 | 2022 | Земля | Чили : пустыня Атакама | 148, 218, 277 | Болометр | Мелкомасштабная анизотропия температуры и поляризации | [10] | |
Эксперимент по исследованию Атакамы (APEX) | 2007 | — | Земля | Чили : пустыня Атакама | 150, 217 | Болометр | Температурная анизотропия; эффект SZ | [10] | |
Компактная антенная решетка Австралийского телескопа (ATCA) | 1991 | 1997 | Земля | Обсерватория Пола Уайлда , Новый Южный Уэльс , Австралия | 8.7 | ХЕМТ | [10] | ||
Сканирующий телескоп анизотропии фонового излучения (BEAST) | 2000 | — | Воздушный шар, земля | 25–35; 38-45 | ХЕМТ | Наземная однозеркальная обсерватория CMB на исследовательской станции White Mountain Peak Калифорнийского университета . | [10] | ||
Фоновая визуализация космической внегалактической поляризации (BICEP1) | 2006 | 2008 | Земля | Южный полюс | 100, 150, 220 | Болометр | Измеренная градусная шкала поляризации с повышенной точностью. | [10] [15] | |
БИЦЕП2 | 2009 | 2012 | Земля | Южный полюс | 150 | Болометр | Поляризация в градусной шкале B-мода. | [10] [16] | |
Массив Кека | 2010 | Земля | Южный полюс | 95, 150, 220 | Болометр | Поляризация в градусной шкале B-мода. | [10] | ||
Измерение анизотропии с помощью воздушного шара (BAM) | 1995 | 1998 | Воздушный шар | Эксперимент с воздушным шаром Университета Британской Колумбии и Университета Брауна | 110-250 | Спектрометр | Использовал дифференциальный спектрометр Фурье-преобразования для измерения анизотропии градусной шкалы | [10] [17] | |
Воздушные радиометры для наблюдения за поляризацией неба (BaR-SPoRT) | Отменено | — | Воздушный шар | 32, 90 | Поляризатор / ОМТ | [10] | |||
Ассоциация Беркли-Иллинойс-Мэриленд ( BIMA ) | 1986 | 2004 | Земля | Радиообсерватория Хэт-Крик , Калифорния, США | 70–116; 210-270 | СИС | [10] | ||
эксперимент БУМЕРАНГ | 1997 | 2003 | Воздушный шар | Длительный полет на воздушном шаре над Антарктидой | 90-420 | Болометр | Колебания среднего масштаба | [10] | |
B-режимный интерферометр излучения (BRAIN) | Никогда | — | Земля | Купол-С, Антарктида | [18] | ||||
Клевер | Отменено | — | Земля | 97, 150, 230 | Болометр | Отменённый эксперимент по измерению мелкомасштабных флуктуаций и поиску поляризации B-моды. | [10] | ||
Кобра | 1982 | 1990 | Зондирующая ракета | Университет Британской Колумбии | 27-900 | Болометры/FTS | Частотный спектр реликтового излучения | [19] [20] | |
Картограф поляризации космической анизотропии (CAPMAP) | 2002 | 2008 | Земля | Телескоп Кроуфорд-Хилл, Нью-Джерси | 40, 90 | MMIC/HEMT | [10] | ||
Телескоп космической анизотропии (CAT) | 1994 | 1997 | Земля | Радиоастрономическая обсерватория Малларда | 13-17 | Интерферометр / HEMT | Очень мелкие колебания в небольших областях неба. | [10] | |
Космический фоновой сканер (CBI) | 2000 | 2008 | Земля | Обсерватория Льяно де Чахнантор , Чили | 26-36 | ХЕМТ | Очень мелкомасштабная анизотропия температуры и поляризации на небольшом участке неба. | [10] [21] | |
Космология Большой угловой масштабный геодезист (CLASS) | 2015 | — | Земля | Обсерватория Льяно де Чахнантор , Чили | 40, 90, 150, 220 | Болометр TES | Сигнал поляризации B-моды на мультиполюсах от 2 до 100 | [10] [22] | |
Исследователь поляризации первичной инфляции (PIPER) | Будущее | — | Воздушный шар | 200, 270, 350, 800 | Болометры TES | Сигнал поляризации B-моды | [10] [23] | ||
КОСМОСОМАС | 1998 | 2007 | Земля | Обсерватория Тейде , Тенерифе, Испания | 10-18 | ХЕМТ | Эксперименты по круговому сканированию для реликтового излучения и переднего плана | [10] [24] | |
Исследователь космического фонового излучения (COBE) | 1989 | 1993 | Космос | околоземная орбита | 31,5, 53, 90 (ПМР) | Температурная анизотропия; частотный спектр мощности; передние фоны солнечной системы и галактической пыли. | [10] [25] | ||
Исследователь космического фонового излучения (COBE) | 1989 | 1990 | Космос | околоземная орбита | 68-3000 200 частот (FIRAS) | Болометры | Спектр реликтового излучения; Температура реликтового излучения; Спектр CIB; Анизотропия температуры; Частотный спектр мощности; Передние фоны солнечной системы и галактической пыли. | [10] [25] | |
ТРИС | 1994 | 2001 | Земля | Кампо Императоре | 0,6, 0,82, 2,5 | Спектр мощности частоты реликтового излучения | [10] [26] | ||
КОМПАС | 2001 | 2001 | Земля | Пайн-Блафф, Висконсин | 26-36 | ХЕМТ | Поляризация по градусным угловым шкалам | [27] | |
Космологический ген (CG) | 1999 | 2009 | Земля | РАТАН-600 , Кавказ, Россия | 0,6-32 | ХЕМТ | [10] [28] | ||
Интерферометр с угловой шкалой (DASI) | 1999 | 2003 | Земля | Южный полюс | 26-36 | ХЕМТ | Анизотропия температуры и поляризации в градусных угловых шкалах | [10] | |
Эксперимент E и B (EBEX) | 2012 | 2013 | Воздушный шар | Антарктида | 150-450 | Болометр | Инфляционный гравитационно-волновой фоновый сигнал (IGB) в поляризации B-моды | [10] [29] | |
Исследование в дальнем инфракрасном диапазоне (FIRS) | 1989 | 1989 | Воздушный шар | Национальный научный центр по исследованию воздушных шаров , Форт Самнер, Нью-Мексико | 170-680 | Болометр | Анизотропия температуры в больших угловых масштабах. | [10] [30] | |
Идентификатор поляризации KU-диапазона (KUPID) | 2003 | — | Земля | Телескоп Кроуфорд-Хилл, Нью-Джерси | 12-18 | ХЕМТ | [10] [31] | ||
Среднемасштабное измерение анизотропии (MSAM) | 1992 | 1997 | Воздушный шар | 150-650 | Болометр | [10] | |||
Массив изображений эксперимента по анизотропии миллиметрового диапазона (MAXIMA) | 1995, 1998, 1999 | 1999 | Воздушный шар | Рядом с Палестиной, Техас | 150-420 | Болометр | Промежуточные колебания температуры. | [10] | |
Миллиметровый интерферометр (МИНТ) | 2001 | 2002 | Земля | Серро Токо, Чили | 145 | СИС | Анизотропия температуры вокруг мультиполя 1500 | [10] [32] | |
Болометрический интерферометр миллиметрового диапазона (MBI-B) | Будущее | — | Земля | 90 | Болометр | [10] | |||
Мобильный анизотропный телескоп (МАТ) | 1997, 1998 | 1998 | Земля | Серро Токо , Чили | 30-140 | HEMT/SIS | [10] [33] | ||
Поляризационные наблюдения больших угловых областей (POLAR) | 2000 | 2000 | Земля | Пайн-Блафф, Висконсин , США | 26-46 | ХЕМТ | Поляризация в больших угловых масштабах | [10] [34] | |
БЕЛЫЙ МЕДВЕДЬ | 2012 | — | Земля | Плато Чахнантор (Чили) | 150 | TES с антенной | Поляризация РКФ. Первичные и линзированные B-моды. | [10] | |
Полатрон | Никогда | — | Земля | 100 | Болометр | [10] | |||
Эксперимент в Принстоне I, Q и U (PIQUE) | 2002 | 2002 | Земля | Принстонский университет | 90 | Болометр | [10] | ||
Питон | 1992 | 1997 | Земля | Южный полюс | 30-90 | HEMT / Болометр | Анизотропия температуры на промежуточных угловых масштабах | [10] [35] | |
QMAP | 1996 | 1996 | Воздушный шар | 30-140 | HEMT/SIS | [10] [36] | |||
КВАД | 2005 | 2007 | Земля | Южный полюс | 100, 150 | Болометр | Поляризация в промежуточном угловом масштабе | [10] | |
КУБИК | Будущее | — | Земля | 150, 220 | Болометр | Поляризация B-моды в промежуточном угловом масштабе. | [ необходима ссылка ] | ||
Эксперимент по визуализации Q/U (QUIET) | 2008 | 2010 | Земля | Обсерватория Льяно де Чахнантор , Чили | 40, 90 | ХЕМТ | [10] [37] | ||
РЕЛИКТ-1 | 1983 | 1984 | Космос | околоземная орбита | 37 | Анизотропия температуры | [10] | ||
Саскатунский эксперимент | 1993 | 1995 | Земля | Саскачеван | 26-46 | ХЕМТ | [10] | ||
Обсерватория Саймонса | 2021 | - | Земля | Атакама | 27/39, 93/145, 225/280 ГГц | Болометры | Поляризация B-моды, скопления галактик SZE , источники | [38] | |
Обсерватория поляризации неба (SPOrt) | Отменено | — | Космос | Международная космическая станция | 22-90 | Поляризация | [10] | ||
Телескоп Южного полюса | 2006 | Земля | Южный полюс | Маломасштабная температура и поляризация. | [10] | ||||
ПАУК | 2015 | Воздушный шар | Антарктида | 90, 150, 220 | Болометр | Крупномасштабная поляризация. | [10] | ||
Массив Сюняева-Зельдовича (SZA) | 2004 | 2008 | Земля | Радиообсерватория долины Оуэнс | 26–36; 85-115 | Интерферометр | Создал чувствительные ограничения анизотропии CMB на l ~ 4000, измерил эффект SZ в сотнях скоплений галактик. Теперь часть CARMA | [10] | |
Мультиплексированный массив Squid/Tes на девяносто гигагерц (MUSTANG/MUSTANG2) | 2007 | — | Земля | Телескоп Грин-Бэнк (Западная Вирджиния, США) | 90 | Болометры TES | Эффект Сюняева-Зельдовича (также используется для работы не по реликтовому излучению) | [10] | |
Инфракрасный эксперимент Сюняева-Зельдовича (SuZIE) | 1996 | — | Земля | Субмиллиметровая обсерватория Калифорнийского технологического института , Мауна-Кеа , Гавайи | 150, 220, 350 | Болометр | эффект СЗ | [10] | |
Эксперимент на Тенерифе | 1984 | 2000 | Земля | Тенерифе | 10, 15, 33 | ХЕМТ | Температурная анизотропия от угловых шкал от градуса до угловой минуты | [10] | |
TopHat | 2001 | 2001 | Воздушный шар | Антарктида | 150-720 | Болометр | [10] [39] [40] | ||
Очень маленький массив | 2002 | 2008 | Земля | Тенерифе | 26-36 | Интерферометр / HEMT | Средне- и мелкомасштабные колебания в небольших областях неба. | [10] [41] | |
Микроволновый анизотропный зонд Уилкинсона (WMAP) | 2001 | 2010 | Космос | Лагранж 2 | 23-94 | ХЕМТ | Анизотропия температуры; Поляризация | [10] | |
Планк | 2009 | 2013 | Космос | Лагранж 2 | 30-857 | HEMT / Болометр | Анизотропия температуры и поляризации; передний план | [10] |