Lista de experimentos de fundo de micro-ondas cósmicas - List of cosmic microwave background experiments

Uma comparação da sensibilidade e resolução do WMAP com o COBE e o telescópio de Penzias e Wilson, dados simulados

Esta lista é uma compilação de experimentos medindo as anisotropias de radiação cósmica de fundo (CMB) e a polarização desde a primeira detecção de CMB por Penzias e Wilson em 1964. Houve uma variedade de experimentos para medir as anisotropias e polarização de CMB desde o seu primeiro observação em 1964 por Penzias e Wilson . Isso inclui uma mistura de receptores terrestres, de balão e baseados no espaço. Alguns experimentos notáveis na lista são o COBE , que primeiro detectou as anisotropias de temperatura do CMB e mostrou que ele tinha um espectro de corpo negro; DASI , que primeiro detectou o sinal de polarização do CMB; CBI , que fez observações de alta resolução e obteve o primeiro espectro de polarização do modo E; WMAP ; e a espaçonave Planck , que produziu o mapa de todo o céu de maior resolução até agora, tanto para anisotropias de temperatura quanto para sinais de polarização. Os objetivos científicos atuais para a observação CMB incluem a medição precisa das lentes gravitacionais, que podem restringir a massa do neutrino ; e medição da polarização do modo B como possível evidência da inflação cósmica .

O projeto de experimentos de fundo de micro-ondas cósmicas é uma tarefa muito desafiadora. Os maiores problemas são os receptores, a ótica do telescópio e a atmosfera. Muitas tecnologias aprimoradas de amplificadores de micro-ondas foram projetadas para aplicações de fundo de micro-ondas. Algumas tecnologias utilizadas são HEMT , MMIC , SIS e bolômetros . Os experimentos geralmente usam sistemas criogênicos elaborados para manter os amplificadores resfriados. Freqüentemente, os experimentos são interferômetros que medem apenas as flutuações espaciais em sinais no céu e são insensíveis à média de 2,7 K de fundo.

Outro problema é o ruído 1 / f intrínseco a todos os detectores. Normalmente, a estratégia de varredura experimental é projetada para minimizar o efeito de tal ruído. Para minimizar os lóbulos laterais , a óptica de micro-ondas geralmente utiliza lentes elaboradas e cornetas de alimentação . Finalmente, em instrumentos terrestres (e, até certo ponto, baseados em balões), a água e o oxigênio na atmosfera emitem e absorvem radiação de microondas. Mesmo em frequências onde a transmissão atmosférica é alta, a emissão atmosférica contribui com ruído de fótons que limita a sensibilidade de um experimento. A pesquisa do CMB, portanto, usa experimentos aéreos e espaciais, bem como locais secos e de grande altitude, como os Andes chilenos e o Pólo Sul .

Experimentos de fundo de micro-ondas cósmicas

A lista abaixo consiste em uma lista parcial de experimentos CMB passados, atuais e planejados. O nome, os anos inicial e final de cada experimento são dados, seguidos pela base do experimento - seja no espaço, balão ou solo - e o local onde apropriado. São fornecidas as tecnologias de frequência e amplificador utilizadas, bem como os principais alvos dos experimentos.

Nome	Começar	Fim	Base	Localização	Frequência (GHz)	Tecnologia de detector	Alvos
Advanced Cosmic Microwave Explorer (ACME) Também HACME: HEMT + ACME	1988	1996	Chão	pólo Sul	26–35; 38-45	HEMT	Anisotropias de temperatura
Experimento de perseguição de anisotropia do planalto antártico (APACHE)	1995	1996	Chão	Antártico	100, 150, 250	Bolômetro	Anisotropias de temperatura
Radiômetro absoluto para cosmologia, astrofísica e emissão difusa (ARCADE)	2001	2006	Balão		3, 5, 7, 10, 30, 90	HEMT	Espectro CMB
Archeops	1999	2002	Balão		143, 217, 353, 545	Bolômetro	Escala grande e intermediária medida com precisão aprimorada em escalas maiores.
Receptor Arcminute Cosmology Bolometer Array (ACBAR)	2001	2008	Chão	pólo Sul	150, 219, 274	Bolômetro	Anisotropias de temperatura
Arcminute Microkelvin Imager (AMI)	2005	-	Chão	Reino Unido : Observatório de Radioastronomia Mullard	12-18	Interferômetro	Efeito SZ , anisotropias de temperatura
QUI JOint TEnerife ( QUIJOTE )	2012	-	Chão	Tenerife	11, 13, 17, 19, 30, 40	Polarizador / OMT	Polarização em escalas angulares de graus
ARGO	1988, 1990, 1993	1993	Balão		150-600	Bolômetro
Matriz para anisotropia de fundo de micro-ondas (AMiBA)	2007	-	Chão	Havaí: Mauna Loa	86-102	Interferômetro / MMIC	Efeito SZ; Polarização
Pesquisa em modo B do Atacama (ABS)	2012	-	Chão	Chile : Deserto de Atacama	145	Bolômetro	Polarização
Atacama Cosmology Telescope (ACT)	2008	-	Chão	Chile : Deserto de Atacama	148, 218, 277	Bolômetro	Temperatura em pequena escala e anisotropias de polarização
Experimento Atacama Pathfinder (APEX)	2007	-	Chão	Chile : Deserto de Atacama	150, 217	Bolômetro	Anisotropias de temperatura; Efeito SZ
Australia Telescope Compact Array (ATCA)	1991	1997	Chão	Observatório Paul Wild , New South Wales , Austrália	8,7	HEMT
Telescópio de varredura de anisotropia de emissão de fundo (BEAST)	2000	-	Balão, Terra		25-35; 38-45	HEMT	Um observatório CMB de prato único terrestre na estação de pesquisa de White Mountain Peak da Universidade da Califórnia .
Imagem de fundo de polarização extragalática cósmica (BICEP1)	2006	2008	Chão	pólo Sul	100, 150, 220	Bolômetro	Polarização de escala de graus medida com precisão aprimorada.
BICEP2	2009	2012	Chão	pólo Sul	150	Bolômetro	Polarização em modo B em escala de graus.
Matriz Keck	2010		Chão	pólo Sul	95, 150, 220	Bolômetro	Polarização em modo B em escala de graus.
Medição de anisotropia transmitida por balão (BAM)	1995	1998	Balão	Universidade de British Columbia e experimento com balão da Brown University	110-250	Espectrômetro	Utilizou espectrômetro de transformada de Fourier diferencial para medir anisotropia de escala de graus
Radiômetros de balão para observações de polarização do céu (BaR-SPoRT)	Cancelado	-	Balão		32, 90	Polarizador / OMT
Associação Berkeley-Illinois-Maryland ( BIMA )	1986	2004	Chão	Observatório da Rádio Hat Creek , Califórnia, EUA	70-116; 210-270	SIS
Experiência BOOMERanG	1997	2003	Balão	Balão de longa duração acima da Antártica	90-420	Bolômetro	Flutuações de escala intermediária
Interferômetro de Rádiação de modo B (BRAIN)	Nunca	-	Chão	Dome-C, Antártica
Trevo	Cancelado	-	Chão		97, 150, 230	Bolômetro	Experiência cancelada para medir as flutuações de pequena escala e para pesquisar a polarização do modo B.
Cobra	1982	1990	Foguete de Sondagem	University of British Columbia	27-900	Bolômetros / FTS	Espectro de frequência de CMB
Mapeador de polarização de anisotropia cósmica (CAPMAP)	2002	2008	Chão	Telescópio Crawford Hill, Nova Jersey	40, 90	MMIC / HEMT
Cosmic Anisotropy Telescope (CAT)	1994	1997	Chão	Observatório de Radioastronomia Mullard	13-17	Interferômetro / HEMT	Flutuações de escala muito pequena em pequenas regiões do céu.
Cosmic Background Imager (CBI)	2000	2008	Chão	Observatório Llano de Chajnantor , Chile	26-36	HEMT	Temperatura em escala muito pequena e anisotropias de polarização em um pequeno pedaço do céu.
Pesquisador de Cosmologia em Grande Escala Angular (CLASSE)	2015	-	Chão	Observatório Llano de Chajnantor , Chile	40, 90, 150, 220	Bolômetro TES	Sinal de polarização de modo B em multipolares de 2 a 100
Explorador de polarização de inflação primordial (PIPER)	Futuro	-	Balão		200, 270, 350, 800	Bolômetros TES	Sinal de polarização modo B
COSMOSOMAS	1998	2007	Chão	Observatório Teide , Tenerife, Espanha	10-18	HEMT	Experimentos de varredura circular para CMB e primeiros planos
Cosmic Background Explorer (COBE)	1989	1993	Espaço	Órbita terrestre	31,5, 53, 90 (DMR)		Anisotropias de temperatura; espectro de potência de freqüência; sistema solar e primeiros planos de poeira galáctica.
Cosmic Background Explorer (COBE)	1989	1990	Espaço	Órbita terrestre	68-3000 frequências 200 (FIRAS)	Bolômetros	Espectro CMB; Temperatura CMB; Espectro CIB; Anisotropias de temperatura; espectro de potência de freqüência; sistema solar e primeiros planos de poeira galáctica.
TRIS	1994	2001	Chão	Campo Imperatore	0,6, 0,82, 2,5		Espectro de potência de frequência CMB
BÚSSOLA	2001	2001	Chão	Pine Bluff	26 a 36	HEMT	Polarização em escalas angulares de graus
Gene Cosmológico (CG)	1999	2009	Chão	RATAN-600 , Cáucaso, Rússia	0,6 a 32	HEMT
Interferômetro de escala angular de graus (DASI)	1999	2003	Chão	pólo Sul	26-36	HEMT	Temperatura e anisotropia de polarização em escalas angulares de graus
O Experimento E e B (EBEX)	2012	2013	Balão	Antártica	150-450	Bolômetro	Sinal de fundo de onda gravitacional inflacionária (IGB) na polarização de modo B
Far Infra-Red Survey (FIRS)	1989	1989	Balão	National Scientific Balloon Facility , Fort Sumner, Novo México	170-680	Bolômetro	Anisotropia de temperatura em grandes escalas angulares.
IDentificador de polarização de banda KU (KUPID)	2003	-	Chão	Telescópio Crawford Hill, Nova Jersey	12-18	HEMT
Medição de anisotropia em média escala (MSAM)	1992	1997	Balão		150-650	Bolômetro
Millimeter Anisotropy eXperiment IMaging Array (MAXIMA)	1995, 1998, 1999	1999	Balão	Perto da Palestina, Texas	150-420	Bolômetro	Flutuações de temperatura em escala intermediária.
Interferômetro milimétrico (MINT)	2001	2002	Chão	Cerro Toco, Chile	145	SIS	Anisotropias de temperatura em torno do multipolo 1500
Interferômetro bolométrico de ondas milimétricas (MBI-B)	Futuro	-	Chão		90	Bolômetro
Telescópio de anisotropia móvel (MAT)	1997, 1998	1998	Chão	Cerro Toco , Chile	30-140	HEMT / SIS
Observações de polarização de grandes regiões angulares (POLAR)	2000	2000	Chão	Pine Bluff, Wisconsin , EUA	26-46	HEMT	Polarização em grandes escalas angulares
URSO POLAR	2012	-	Chão	Planalto Chajnantor (Chile)	150	TES acoplado a antena	Polarização CMB. Modos B primordial e com lente.
Polatron	Nunca	-	Chão		100	Bolômetro
Experiência Princeton I, Q e U (PIQUE)	2002	2002	Chão	Universidade de Princeton	90	Bolômetro
Pitão	1992	1997	Chão	pólo Sul	30-90	HEMT / Bolômetro	Anisotropia de temperatura em escalas angulares intermediárias
QMAP	1996	1996	Balão		30-140	HEMT / SIS
QUaD	2005	2007	Chão	pólo Sul	100, 150	Bolômetro	Polarização em escala angular intermediária
QUBIC	Futuro	-	Chão		150, 220	Bolômetro	Polarização modo B em escala angular intermediária.
ExperimenT de imagem Q / U (QUIET)	2008	2010	Chão	Observatório Llano de Chajnantor , Chile	40, 90	HEMT
RELIKT-1	1983	1984	Espaço	Órbita terrestre	37		Anisotropias de temperatura
Experimento Saskatoon	1993	1995	Chão	Saskatchewan	26-46	HEMT
Observatório Simons	2021	-	Chão	Atacama	27/39, 93/145, 225/280 GHz	Bolômetros	Polarização modo B, aglomerados de galáxias SZE , fontes
Sky Polarization Observatory (SPOrt)	Cancelado	-	Espaço	Estação Espacial Internacional	22-90		Polarização
Telescópio do Pólo Sul	2006		Chão	pólo Sul			Temperatura e polarização em pequena escala.
ARANHA	2015		Balão	Antártica	90, 150, 220	Bolômetro	Polarização em grande escala.
Matriz Sunyaev-Zeldovich (SZA)	2004	2008	Chão	Owens Valley Radio Observatory	26-36; 85-115	Interferômetro	Produziu restrições de anisotropia CMB sensíveis em l ~ 4000, mediu o efeito SZ em centenas de aglomerados de galáxias. Agora faz parte do CARMA
MUltiplexed Squid / Tes Array para Ninety Gigahertz (MUSTANG / MUSTANG2)	2007	-	Chão	Telescópio Green Bank (West Virginia, EUA)	90	Bolômetros TES	Efeito Sunyaev-Zeldovich (também usado para trabalho não CMB)
Experiência de infravermelho Sunyaev-Zeldovich (SuZIE)	1996	-	Chão	Observatório Caltech Submilímetro , Mauna Kea , Havaí	150, 220, 350	Bolômetro	Efeito SZ
Experiência de Tenerife	1984	2000	Chão	Tenerife	10, 15, 33	HEMT	Anisotropias de temperatura de graus a escalas angulares de arco-minuto
Cartola	2001	2001	Balão	Antártica	150-720	Bolômetro
Matriz Muito Pequena	2002	2008	Chão	Tenerife	26-36	Interferômetro / HEMT	Flutuações intermediárias e de pequena escala em pequenas regiões do céu.
Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)	2001	2010	Espaço	Lagrange 2	23-94	HEMT	Anisotropias de temperatura; Polarização
Planck	2009	2013	Espaço	Lagrange 2	30-857	HEMT / Bolômetro	Anisotropias de temperatura e polarização; primeiros planos