ABS (телескоп)

У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: ABS.
ABS
РозташуванняАтакама
Координати22°57′34″ пд. ш. 67°47′13″ зх. д. / 22.95970000002778022° пд. ш. 67.78720000002778079° зх. д. / -22.95970000002778022; -67.78720000002778079
Висота5200 м
Стиль телескопарадіотелескоп і експеримент з космічного мікрохвильового фонуd
Вебсайтprinceton.edu/physics/research/cosmology-experiment/abs-experiment/
Мапа
CMNS: ABS у Вікісховищі

ABS (англ. Atacama B-Mode Search, атакамський пошук B-моди) — колишній експеримент для перевірки теорії космічної інфляції та розрізнення інфляційних моделей дуже раннього Всесвіту шляхом проведення точних вимірювань поляризації реліктового випромінювання. ABS був розташований на високогірному місці в пустелі Атакама в Чилі[1]. Він почав спостереження в лютому 2012 року і завершив спостереження в жовтні 2014 року.

Інструмент

Телескоп ABS знімав небо на частоті 145 ГГц (довжина хвилі 2 мм), в мікрохвильовій області електромагнітного спектру, де випромінювання реліктового випромінювання є максимальним. Очікувалось, що реліктове випромінювання буде слабко поляризованим, і прилад ABS був призначений для вимірювання цього дуже слабкого сигналу. Камера складалася з 240 чутливих до поляризації пікселів з двома болометрами датчика перехідного краю[en] на піксель. Цей масив датчиків був охолоджений до температури 0,3 Кельвіна для зменшення теплового шуму в детекторах[2]. Оптика складалася з двох 60-сантиметрових дзеркал, які підримувалися при температурі 4 К.

На частотах, зручних для вимірювання реліктового випромінювання, випромінювання атмосферної водяної пари може бути значною завадою. Велика висота телескопа над рівнем моря (5200 м) і дуже сухий клімат призвели до меншого забруднення сигналу атмосферним випромінювання, ніж це мало б місце для більшості інших місць Землі. Інші обсерваторії, зокрема ACT, ALMA, APEX, ASTE, CBI, NANTEN2 і POLARBEAR[en], розташовані поруч з ABS з тих саме причин.

Побудований у Північній Америці і розміщений у стандартному транспортному контейнері, експеримент ABS був готовий до швидкого розгортання. Після прибуття в Чилі телескоп був піднятий для спостережень через спеціальний люк в даху транспортного контейнера. Порівняно з іншими подібними експериментами, ABS був унікальним у використанні напівхвильової пластини з температурою навколишнього середовища для швидкої модуляції вхідної поляризації[3].

Наукові цілі

Спостереження, зроблені ABS, перевірили теорію інфляції, — провідну теорію дуже раннього Всесвіту[4], досі не підтверджену в повній мірі спостережними даними. Інфляційні моделі загалом передбачають, що гравітаційно-хвильовий фон мав бути створений разом із збуреннями густини, які спричинили формування великомасштабної структури[en]. Такий гравітаційно-хвильовий фон мав залишити відбиток як на температурі, так і на поляризації реліктового випромінювання. Зокрема, це спричинило б характерний тип поляризації реліктового випромінювання, званий шаблоном B-моди. Вимірювання поляризації B-моди реліктового випромінювання було б важливим підтвердженням інфляції та дало б рідкісний погляд на фізику при надвисоких енергіях[5][6].

Результати

Ґрунтуючись на аналізі даних з ділянки спостереження в 2400 квадратних градусів (приблизно 6 % повного неба), експеримент ABS виміряв очікувану поляризацію реліктового випромінювання від збурень густини в ранньому Всесвіті, але не знайшов доказів гравітаційно-хвильового фону від інфляції[7]. Експеримент ABS також продемонстрував можливість використання напівхвильової пластини як швидкого поляризаційного модулятора для стабільності вимірювань[3] і контролю систематичних похибок[8].

Проект ABS був фінансували NSF, НАСА та CONICYT[en]. Основними учасниками проєкту були Принстонський університет, Університет Джона Гопкінса, Національний інститут стандартів і технології та Чилійський університет.

Примітки

  1. ↑ 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. Процитовано 10 лютого 2014.
  2. ↑ Essinger-Hileman, T. та ін. (2010). The Atacama B-Mode Search: CMB Polarimetry with Transition-Edge-Sensor Bolometers. Proceedings of the Thirteenth International Conference on Low-Temperature Detectors. Т. 1185. arXiv:1008.3915. Bibcode:2010arXiv1008.3915E.
  3. ↑ а б Kusaka, A.; Essinger-Hileman, T. та ін. (2014). Modulation of cosmic microwave background polarization with a warm rapidly rotating half-wave plate on the Atacama B-Mode Search instrument. Review of Scientific Instruments. 85 (2): 024501. arXiv:1310.3711. Bibcode:2014RScI...85b4501K. doi:10.1063/1.4862058. PMID 24593374. S2CID 11402132.
  4. ↑ Linde, A. (2014). Inflationary Cosmology after Planck 2013. arXiv:1402.0526 [hep-th].
  5. ↑ Boyle, Latham A.; Steinhardt, PJ; Turok, N (2006). Inflationary predictions for scalar and tensor fluctuations reconsidered. Physical Review Letters. 96 (11): 111301. arXiv:astro-ph/0507455. Bibcode:2006PhRvL..96k1301B. doi:10.1103/PhysRevLett.96.111301. PMID 16605810. S2CID 10424288.
  6. ↑ Tegmark, Max (2005). What does inflation really predict?. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. 0504 (4): 001. arXiv:astro-ph/0410281. Bibcode:2005JCAP...04..001T. doi:10.1088/1475-7516/2005/04/001. S2CID 17250080.
  7. ↑ Kusaka, A.; Essinger-Hileman, T.; Appel, J. та ін. (2018). Results from the Atacama B-mode Search (ABS) experiment. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. 2018 (9): 005. arXiv:1801.01218. Bibcode:2018JCAP...09..005K. doi:10.1088/1475-7516/2018/09/005. S2CID 119215411.
  8. ↑ Essinger-Hileman, T.; Kusaka, A. та ін. (2016). Systematic effects from an ambient-temperature, continuously rotating half-wave plate. Review of Scientific Instruments. 87 (9): 004503. arXiv:1601.05901. Bibcode:2016RScI...87i4503E. doi:10.1063/1.4962023. PMID 27782567. S2CID 26118617.

Посилання

  • Вебсайт експерименту ABS