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Lista de experimentos de fondo cósmico de microondas

Una comparación de la sensibilidad y resolución de WMAP con COBE y el telescopio de Penzias y Wilson, datos simulados [1]

Esta lista es una recopilación de experimentos que miden las anisotropías y la polarización de la radiación del fondo cósmico de microondas (CMB) desde la primera detección del CMB por Penzias y Wilson en 1964. Ha habido una variedad de experimentos para medir las anisotropías y la polarización del CMB desde su primera observación en 1964 por Penzias y Wilson . Estos incluyen una combinación de receptores terrestres, de globos y espaciales. [2] [3] Algunos experimentos notables en la lista son COBE , que detectó por primera vez las anisotropías de temperatura del CMB y demostró que tenía un espectro de cuerpo negro; DASI , que detectó por primera vez la señal de polarización del CMB; [4] CBI , que realizó observaciones de alta resolución y obtuvo el primer espectro de polarización en modo E; [5] WMAP ; y la nave espacial Planck , que ha producido el mapa de todo el cielo de mayor resolución hasta la fecha tanto de las anisotropías de temperatura como de las señales de polarización. [6] Los objetivos científicos actuales para la observación del CMB incluyen la medición precisa de las lentes gravitacionales, que pueden limitar la masa del neutrino ; y la medición de la polarización en modo B como posible evidencia de inflación cósmica .

El diseño de experimentos de fondo cósmico de microondas [2] [3] [4] [7] [8] es una tarea muy desafiante. Los mayores problemas son los receptores, la óptica de los telescopios y la atmósfera. Se han diseñado muchas tecnologías mejoradas de amplificadores de microondas para aplicaciones de fondo de microondas. Algunas tecnologías utilizadas son HEMT , MMIC , SIS y bolómetros . [8] Los experimentos generalmente utilizan elaborados sistemas criogénicos para mantener los amplificadores fríos. A menudo se utilizan interferómetros que miden únicamente las fluctuaciones espaciales de las señales en el cielo y son insensibles al fondo medio de 2,7 K. [4]

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Otro problema es el ruido 1/ f intrínseco a todos los detectores. Por lo general, la estrategia de escaneo experimental está diseñada para minimizar el efecto de dicho ruido. [7] Para minimizar los lóbulos laterales , la óptica de microondas suele utilizar lentes elaboradas y cuernos de alimentación . Finalmente, en los instrumentos terrestres (y, hasta cierto punto, en globos), el agua y el oxígeno de la atmósfera emiten y absorben radiación de microondas. Incluso en frecuencias donde la transmisión atmosférica es alta, la emisión atmosférica aporta ruido de fotones que limita la sensibilidad de un experimento. Por lo tanto, la investigación del CMB utiliza experimentos aéreos y espaciales, así como lugares secos y de gran altitud, como los Andes chilenos y el Polo Sur . [9]

Experimentos de fondo cósmico de microondas

La siguiente lista consta de una lista parcial de experimentos de CMB pasados, actuales y planificados. Se proporcionan el nombre, los años de inicio y finalización de cada experimento, seguidos de la base del experimento (ya sea espacial, en globo o terrestre) y la ubicación, cuando corresponda. Se indican las tecnologías de frecuencia y amplificación utilizadas, así como los objetivos principales de los experimentos. [10]

Referencias

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