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Lista de experimentos sobre el fondo cósmico de microondas

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

Esta lista es una compilación de experimentos que miden las anisotropías y la polarización de la radiación de 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 mezcla 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 mostró 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 de las anisotropías de temperatura y las señales de polarización. [6] Los objetivos científicos actuales para la observación del CMB incluyen la medición precisa del efecto de lente gravitacional, que puede limitar la masa del neutrino , y la medición de la polarización del modo B como posible evidencia de la 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 del telescopio 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 sistemas criogénicos elaborados para mantener los amplificadores fríos. A menudo, los experimentos son interferómetros que solo miden las fluctuaciones espaciales en las señales en el cielo y son insensibles al fondo promedio 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 generalmente utiliza lentes elaboradas y bocinas de alimentación . Finalmente, en los instrumentos terrestres (y, en cierta medida, en los basados ​​en globos), el agua y el oxígeno en la atmósfera emiten y absorben radiación de microondas. Incluso en frecuencias donde la transmisión atmosférica es alta, la emisión atmosférica contribuye al ruido de fotones que limita la sensibilidad de un experimento. Por lo tanto, la investigación del CMB utiliza experimentos aéreos y espaciales, así como ubicaciones secas y de gran altitud como los Andes chilenos y el Polo Sur . [9]

Experimentos sobre el fondo cósmico de microondas

La lista que figura a continuación consta de una lista parcial de experimentos CMB pasados, actuales y planificados. Se indican el nombre, los años de inicio y finalización de cada experimento, seguidos de la base del experimento (si se realizó en el espacio, en globo o en tierra) y la ubicación, cuando corresponda. Se indican las tecnologías de frecuencia y amplificador utilizadas, así como los principales objetivos de los experimentos. [10]

Referencias

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Lectura adicional