우주론 대형 각도 측정기

Cosmology Large Angular Scale Surveyor
우주론 대형 각도 측정기
CLASS telescope 2019-09-20.jpg
야간용 클래스 망원경
대체 이름클래스
장소아타카마 사막
좌표22°58ºS 67°47°W/22.96°S 67.79°W/ -22.96; -67.79좌표: 22°58ºS 67°47ºW / 22.96°S 67.79°W / -22.96; -67.79 Edit this at Wikidata
고도5,140 m (16,860 피트)
파장1.4, 2.0, 3.3, 7.5mm(214, 150, 91, 40GHz)
망원경 스타일우주 마이크로파 배경 실험
전파 망원경 Edit this on Wikidata
웹 사이트sites.krieger.jhu.edu/class/ Edit this at Wikidata
Cosmology Large Angular Scale Surveyor is located in Chile
Cosmology Large Angular Scale Surveyor
우주론 대형 각도 측정기 위치
Commons 관련 매체
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우주론 대형 각도 척도 측량기(CLASS)[1][2][3][4][5]는 칠레 아타카마 [6]사막의 고공 지역에 있는 극초단파 망원경이다.CLASS 실험은 첫 별이 켜졌을 때의 우주 새벽의 이해를 향상시키고, 우주 팽창 이론을 테스트하고, 우주의 여러 주파수에서 우주의 65% 이상의 극초단파 배경(CMB)의 편광에 대한 정확한 측정을 함으로써 초기 우주의 팽창 모델을 구별하는 것을 목표로 한다.전자기 스펙트럼의 마이크로파 영역

과학 목표

2019년 CLASS 사이트 개요

CLASS는 주로 두 가지 과학적 목표가 있습니다.첫번째는 인플레이션 이론을 시험하는 것이다.물리적 우주론에서, 우주 인플레이션은 초기 [7]우주의 주요 이론이다; 하지만, 인플레이션에 대한 관측 증거는 여전히 결론을 내리지 못한다.인플레이션 모델은 일반적으로 중력파 배경(GWB)이 대규모 구조의 씨앗이 되는 밀도 섭동과 함께 생성되었을 것이라고 예측한다.이러한 팽창성 GWB는 CMB의 온도와 편파 양쪽에 흔적을 남깁니다.특히 CMB 편파에는 B 모드 패턴이라고 불리는 독특하고 독특한 편파 패턴이 남습니다.CMB의 B-모드 편광 측정은 인플레이션을 확인하는 중요한 수단이 [8][9]될 것이며 초고에너지에서의 물리학에 대한 보기 드문 정보를 제공할 것이다.

CLASS의 두 번째 주요 과학 목표는 첫 번째 별이 우주를 밝혔던 "우주 여명"에 대한 우리의 이해를 향상시키는 것입니다.이러한 별들로부터의 자외선 복사는 "리온화"라고 불리는 과정에서 원자로부터 전자를 제거했다.해방된 전자는 CMB 빛을 산란시켜 CLASS가 측정하는 편광을 생성합니다.이렇게 함으로써 CLASS는 언제 어떻게 우주 동이 트게 되었는지에 대한 우리의 지식을 향상시킬 수 있습니다.우주 여명에 대한 더 나은 이해는 또한 CMB의 [10]중력 렌즈를 사용하여 알려진 세 가지 중성미자 유형의 질량 합계를 측정하는 데 도움을 줄 것이다.

CLASS의 추가적인 과학적 목표는 우리 은하를 더 잘 이해하고 CMB의 원형 편광과 대규모 이상 현상을 억제하여 이국적인 새로운 물리학의 증거를 찾는 것입니다.(후자에 대한 자세한 내용은 우주 마이크로파 배경 문서의 "저멀티폴 및 기타 이상" 섹션을 참조하십시오.

기구

40GHz급 카메라: 0.1Kmvin의 온도에서 트랜지션 에지 센서 볼로미터에 빛을 결합하는 피드혼을 보여줍니다.

CLASS 계측기는 지구상에서 볼 때 태양과 달의 각도 크기의 약 두 배인 약 1°의 지상 관측소에서 전자파 스펙트럼의 마이크로파 파장으로 65%의 하늘을 조사하도록 설계되었습니다.CLASS 어레이는 두 개의 Altazimuth 마운트로 구성됩니다. 이 마운트는 망원경이 서로 다른 하늘의 여러 부분을 관찰할 수 있도록 합니다.4개의 클래스 망원경은 우리은하의 방출을 CMB의 방출과 분리하기 위해 다양한 주파수로 관측한다. 1개의 망원경은 40GHz(7.5mm 파장), 2개의 망원경은 90GHz(3.3mm 파장), 4번째 망원경은 150GHz(2mm 파장, 220G)의 중심 주파수 대역에서 관측한다.Hz (1.4 mm 파장)다른 주파수로 관측하는 두 개의 개별 망원경이 각 마운트에 들어 있습니다.

CLASS 계측기는 편광 측정을 위해 특별히 설계되었습니다.전자파로서 빛은 진동하는 전기장과 자기장으로 구성됩니다.이러한 필드에는 진폭 또는 명암과 진동하는 우선 방향 또는 편파를 모두 가질 수 있습니다.CLASS가 측정하려고 하는 편광 신호는 매우 작습니다.이미 차가워진 2.725K CMB의 [11]편광 변화는 10억분의 1에 불과할 것으로 예상됩니다. CLASS는 이러한 작은 신호를 측정하기 위해 극저온 헬륨 냉각기에 의해 절대 0도보다 0.1°C 위에 냉각된 다수의 피드혼 커플링, 전이 에지 센서 볼로미터를 사용하는 초점 평면 어레이를 사용합니다.이 낮은 온도로 인해 [12][13][14]디텍터의 고유한 열 노이즈가 감소합니다.

CLASS 망원경의 또 다른 독특한 측면은 편광의 정확하고 안정적인 측정을 가능하게 하는 가변 지연 편광 변조기(VPM)를 사용하는 것입니다.VPM은 알려진 주파수(약 10Hz)로 검출기에 전달되는 편광을 변조하거나 켜거나 끕니다. 한편, 편광되지 않은 빛은 변경하지 않습니다.이것에 의해, 10 Hz 신호에 「잠금」하는 것으로, CMB의 극소 편광을 훨씬 큰 비편광 대기로부터 명확하게 분리할 수 있습니다.또한 VPM은 선형 편광으로 위상을 벗어난 원형 편광을 변조하여 원형 편광에 대한 CLASS 감도를 제공합니다.CMB에서는 원형 편파는 예상되지 않기 때문에 VPM에서는 원형 편파 신호를 조사하여 데이터의 시스템오류를 체크할 수 있습니다.이 신호는 0과 일치해야 합니다.

대기 중 수증기는 극초단파 주파수로 방출되기 때문에 CLASS는 칠레 아타카마 사막 가장자리에 있는 안데스 산맥의 매우 건조하고 고도가 높은 곳에서 관측할 것이다.인근 사이트는 CBI, ASTE, 난텐, APEX, ALMA, ACT, POLARBEAR 등 다른 관측소에 의해 선택되었다.

현황 및 결과

CLASS는 현재 4개의 주파수 대역 모두에서 하늘을 관측하고 있습니다.CLASS 40GHz 망원경은 2016년 5월 8일 첫 빛을 얻었으며, 최초 위탁 관찰이 완료된 후 2016년 9월 약 5년 동안 조사를 시작했다.첫 90GHz 망원경은 2018년 초 40GHz 망원경과 같은 마운트에 설치돼 2018년 5월 30일 첫 빛을 발했다.2019년에는 두 번째 망원경과 함께 이중 주파수 150/220GHz 망원경이 배치되어 2019년 9월 21일 첫 빛을 얻었다.

CLASS는 지구 자기장 [15]존재 시 분자산소 분열을 통한 대기권 원편파 모델과 일치하는 주파수 40GHz에서 대기권 원편파를 최초로 검출했다.대기의 원형 편광은 상공에서 부드럽게 변화하고 있기 때문에 천체의 원형 편광과 분리될 수 있습니다.이를 통해 CLASS는 40GHz에서 천체의 원형 편광을 5도 각도에서 1μK 미만으로 억제하고 약 [16]1도 각도에서 4μK 미만으로 억제할 수 있습니다.이는 CMB의 원형 편광에 대한 기존 제한보다 [17][18]100배 이상 개선된 것입니다.

「 」를 참조해 주세요.

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레퍼런스

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  3. ^ "Astrophysicist, team win stimulus grant to build telescope". The Johns Hopkins University. Archived from the original on 2012-12-14. Retrieved 2014-01-15.
  4. ^ "ARRA to Help Build Telescope". Photonics Media. Retrieved 2014-01-15.
  5. ^ "Johns Hopkins astrophysics team builds telescope to study origins of the universe". The Johns Hopkins University. Retrieved 2014-05-27.
  6. ^ "Astronomy, Technology, Industry: Roadmap for the Fostering of Technology Development and Innovation in the Field of Astronomy in Chile" (PDF). Conicyt Ministry of Education, Government of Chile. Retrieved 2014-02-10.
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