BICEP

Матеріал з testwiki
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Шаблон:Картка Телескоп BICEP і Масив Кека (Шаблон:Lang-en, «фотографування фонової космічної позагалактичної поляризації») — серія експериментів з дослідження реліктового випромінювання. Вони спрямовані на вимірювання поляризації реліктового випромінювання[1][2] і, зокрема, вимірювання B-моди реліктового випромінювання. Експерименти включали п’ять поколінь приладів: BICEP1 (або просто BICEP), BICEP2, Масив Кека, BICEP3 та Масив BICEP. Всі вони працюють з Антарктиди, зі станції Амундсен-Скотт на Південному полюсі[1], досліджуючи одну й ту саму частину неба навколо південного небесного полюса[1][3].

Установи

Гравітаційні хвилі можуть виникати внаслідок інфляції - прискореного розширення одразу після Великого вибуху[4][5][6][7].

Установи, залучені до різних приладів[2][8][9][10][11]:

BICEP1

Серія експериментів почалася в Каліфорнійському технологічному інституті в 2002 році, коли у співпраці з Лабораторією реактивного руху фізики Шаблон:Не перекладено, Джеймі Бок, Шаблон:Не перекладено і Вільям Гольцапфель розпочали роботу над телескопом BICEP1[12], який під час розробки називався Робінсонівський телескоп фонових гравітаційних хвиль (Шаблон:Lang-en)[1]. Інструмент був вперше описаний у статті 2003 року[13], почав спостереження в січні 2006 року[2] і завершив їх в кінці 2008 року[1].

BICEP1 спостерігав небо на частотах 100 і 150 ГГц (довжина хвилі 3 і 2 мм) з роздільною здатністю 1,0 і 0,7 градусів відповідно. Він мав масив із 98 детекторів (50 на 100 ГГц і 48 на 150 ГГц) для вимірювання поляризації реліктового випромінювання[1] - кожна пара детекторів складала один чутливий до поляризації піксель.

BICEP2

Телескоп BICEP2

Інструментом другого покоління був BICEP2[14]. Він складався з 512 датчиків (256 пікселів), що працювали на частоті 150 ГГц (довжина хвилі 26 см). Він замінив собою інструмент BICEP1 і спостерігав з 2010 по 2012 рік[15][16].

17 березня 2014 року Гарвард-Смітсонівським астрофізичним центром було оголошено, що BICEP2 виявив B-моди гравітаційних хвиль у ранньому Всесвіті (так звані первісні гравітаційні хвилі)[4][5][6][7][17]. Повідомлялося про виявлення B-мод на рівні Шаблон:Nobr, що відхиляло нульову гіпотезу (Шаблон:Nobr) на рівні 7 сигма (5,9 σ після віднімання фонового випромінювання)[15]. Однак 19 червня 2014 року було повідомлено про зниження рівня довіри до цього результату[18][19]. Перевірена та прийнята до друку стаття з оголошенням про відкриття містила додаток, в якому обговорювався можливий вплив на сигнал з боку космічного пилу[15]. Через неузгодженість знайденої поляризації з даними космічного телескопу Планк[20] інші науковці (наприклад, Девід Сперджел) припускали, що саме космічний пил є найбільш імовірним поясненням виявленого сигналу[21].

Препринт, опублікований командою Планк у вересні 2014 року і прийнятий до друку у 2016 році, надав найточніші вимірювання сигналу від пилу і дійшов висновку, що сигнал від пилу має таку саму силу, як і сигнал, отриманий командою BICEP2[22][23]. 30 січня 2015 року було опубліковано спільний аналіз даних BICEP2 і Planck, і Європейське космічне агентство оголосило, що сигнал можна повністю віднести до пилу в Чумацькому Шляху[24]. BICEP2 об’єднав свої дані з Масивом Кека і Планком у спільному аналізі. Публікація в Physical Review Letters у березні 2015 року встановила обмеження на відношення тензора до скаляра Шаблон:Nobr[25]

Масив Кека

Головні параметри інструментів BICEP
Інструмент Рік
закінчення 		Частота Роздільна
здатність 		Датчиків
(пікселів) 		Посилання
BICEP1 2008 100 ГГц 0,93° 50 (25) [1][2]
150 ГГц 0,60° 48 (24) [1]
BICEP2 2012 150 ГГц 0,52° 500 (250) [15]
Масив Кека 2011 150 ГГц 0,52° 1488 (744) [3][26]
2012 2480 (1240)
2018 1488 (744) [26]
95 ГГц 0,7° 992 (496)
BICEP3 — 95 ГГц 0,35° 2560 (1280) [27]
Масив Кека

Безпосередньо поруч із телескопом BICEP у будівлі обсерваторії Мартіна Померанца на Південному полюсі була невикористана телескопічна опора, яка раніше була зайнята інтерферометром DASI[28]. Масив Кека був створений, щоб скористатися перевагами цього більшого кріплення телескопа. Цей проєкт було профінансовано сумою 2,3 мільйона доларів від Шаблон:Не перекладено, а також від Національного наукового фонду, Шаблон:Не перекладено, Фонду Джеймса і Неллі Кілрой та Фонду Барзана[2]. Проєкт спочатку очолював Шаблон:Не перекладено[2].

Масив Кека складається з п’яти поляриметрів. Перші три почали спостереження австралійським літом 2010–11 року, а в 2012 році додалися ще два. Спочатку всі поляриметри спостерігали на 150 ГГц, але 2013 року два з них були переведені на частоту 100 ГГц. Кожен поляриметр містить з рефракторний телескоп, охолоджуваний до 4 К охолоджувачем із імпульсною трубкою, і 512 датчиків, розташованих у фокальній площині та охолоджуваних до 250 мК. Таким чином, весь масив загалом містить 2560 детекторів, тобто 1280 пікселів для вимірювання поляризації[3].

У жовтні 2018 року було оголошено перші результати масиву Кека (у поєднанні з даними BICEP2), отримані на основі спостережень до сезону 2015 року включно. Це дало верхню межу космологічних B-мод на рівні r<0.07(рівень довіри 95%), а включення даних космічного телескопа Планк знижувало межу до r<0.06[29]. У жовтні 2021 року було оголошено про надання нових результатів r<0.036 (на рівні достовірності 95%) на основі сезону спостережень BICEP/Keck 2018 у поєднанні з даними Planck і WMAP[30][31].

BICEP3

Після завершення будівництва масиву Keck у 2012 році продовжувати експлуатацію BICEP2 було нерентабельно. Натомість на тому ж кріпленні було встановлено новий, значно більший телескоп BICEP3.

Він проводить спостереження на частоті 95 ГГц, містить 2560 детекторів (стільки ж, як всі 5 телескопів решітки Кека разом узяті), і має діаметр 68 см[32], забезпечуючи приблизно вдвічі збиральну площу, ніж весь масив Кека[33]. Він був встановлений в січні 2015 року[34]. BICEP3 став прототипом масиву BICEP[35].

Масив BICEP

На зміну Масиву Кека приходить Масив BICEP, який складається з чотирьох телескопів, схожих на BICEP3, на спільному кріпленні, що працюють на частотах 30/40, 95, 150 і 220/270 ГГц[36]. Монтаж почався між сезонами спостережень 2017 і 2018 років і має бути завершений до сезону 2020 року[37][38].

Очікується, що він виміряє поляризазію реліктового випромінбвання на рівні σ < 0,005Шаблон:R.

Література

  • Шаблон:Cite Q. (Книга про BICEP1 і BICEP2, написана одним з керівників проєкту.)

Примітки

Шаблон:Reflist

Посилання

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою bicep_caltech не вказано текст
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою CaltechPressRelease не вказано текст
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою keck_instrument не вказано текст
  4. ↑ 4,0 4,1 Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою BICEP2-2014 не вказано текст
  5. ↑ 5,0 5,1 Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою NASA-20140317 не вказано текст
  6. ↑ 6,0 6,1 Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою NYT-20140317 не вказано текст
  7. ↑ 7,0 7,1 Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою NYT-20140324 не вказано текст
  8. ↑ Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою bicep1_collaboration не вказано текст
  9. ↑ Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою bicep2_collaboration не вказано текст
  10. ↑ Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою keck_collaboration не вказано текст
  11. ↑ Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою bicep3_collaboration не вказано текст
  12. ↑ Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою 2002NSFgrant не вказано текст
  13. ↑ Шаблон:Cite journal
  14. ↑ Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою bicep2 не вказано текст
  15. ↑ 15,0 15,1 15,2 15,3 Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою BICEP2_2014_1 не вказано текст
  16. ↑ Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою BICEP2_2014_2 не вказано текст
  17. ↑ Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою bmodes не вказано текст
  18. ↑ Шаблон:Cite news
  19. ↑ Шаблон:Cite news
  20. ↑ Шаблон:Cite journal
  21. ↑ Шаблон:Cite web
  22. ↑ Шаблон:Cite journal
  23. ↑ Шаблон:Cite news
  24. ↑ Шаблон:Cite journal
  25. ↑ Шаблон:Cite journal
  26. ↑ 26,0 26,1 Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою keck не вказано текст
  27. ↑ Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою bicep3 не вказано текст
  28. ↑ Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою kainanmaopho не вказано текст
  29. ↑ Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою keck_x не вказано текст
  30. ↑ Шаблон:Cite journal
  31. ↑ Шаблон:Cite journal
  32. ↑ Updates from the BICEP/Keck Array Collaboration Zeeshan Ahmed KIPAC, Stanford University 08 June 2015
  33. ↑ Шаблон:Cite journal
  34. ↑ Шаблон:Cite news
  35. ↑ Шаблон:Cite web
  36. ↑ Шаблон:Cite journal
  37. ↑ Шаблон:Cite web
  38. ↑ Шаблон:Cite magazine
Отримано з https://uk.wiki.beta.math.wmflabs.org/w/index.php?title=BICEP&oldid=10400