BICEP

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Pentru a actualiza
Acest articol sau secțiune ar trebui să fie revizuite și actualizate cât mai curând posibil.
Într-adevăr, se pare că această intrare conține informații învechite și / sau învechite. Dacă aveți posibilitatea, să contribuie la actualiza.
BICEP / Keck Array
PIA17993-DetectorsForInfantUniverseStudies-20140317.jpg
Stat Antarctica Antarctica [1]
Locație polul Sud
Coordonatele 89 ° 59'59 "S 0 ° 00'00" E / 89.999722 ° S 0 ° E -89.999722; 0 Coordonate : 89 ° 59'59 "S 0 ° 00'00" E / 89.999722 ° S 0 ° E -89.999722; 0
Caracteristici tehnice
Tip Telescop radio
Lungime de undă 2 mm ( 100 GHz )
3 mm (150 GHz)
Site-ul oficial
Editați datele pe Wikidata · Manual

Imaginea de fundal a polarizării cosmice extragalactice ( BICEP , biceps în engleză) este un experiment în astrofizică și cosmologie al cărui scop este măsurarea polarizării fundalului cosmic cu microunde . În special, experimentul științific își propune să descopere și să măsoare modurile B ale radiației de fundal, care ar trebui să aibă originea în timpul inflației cosmice care a avut loc la scurt timp după Big Bang .

BICEP a cunoscut trei generații de instrumente: BICEP1 , BICEP2 și Keck Array ; în plus, în sezonul austral de vară 2014-15, măsurătorile vor începe cu noua instrumentație BICEP3 .

Domeniul de aplicare

Scopul experimentului BICEP este măsurarea polarizării radiației electromagnetice din care este realizat fundalul cosmic cu microunde [2] . Mai exact, intenționează să măsoare modurile B (componenta de rotație ) a polarizării fondului cosmic [3] .

Detectarea modurilor B ar permite verificarea existenței unei radiații gravitaționale de fond , un reziduu lăsat de inflația cosmică și originat de diverși factori de natură aleatorie [4] . Rezultatul ar fi dovada atât a existenței undelor gravitaționale primordiale (după observarea directă prin colaborarea LIGO-VIRGO a celor generate de coalescențele găurilor negre), cât și a ipotezei inflaționiste. Mai mult, detectarea acestor moduri de oscilație ar permite observarea evoluției universului într-o epocă foarte apropiată de Big Bang , într-o scară de timp estimată între 10 −36 și 10 −32 secunde după evenimentul inițial [4] și scara de energie ridicată aferentă. Observarea fundalului cosmic cu microunde, care a apărut în jur La 380 000 de ani de la Big Bang, ne permite să studiem starea Universului în acea perioadă, folosind radiația electromagnetică. În era anterioară nu existau radiații electromagnetice libere, deci o posibilă alternativă de a studia Universul în stadiul incipient ar fi utilizarea undelor gravitaționale . Măsurătorile directe ale undelor gravitaționale nu au fost încă obținute cu BICEP, ci doar dovezi indirecte: măsurarea efectuată de BICEP indică o interacțiune între undele gravitaționale și radiația cosmică de fond . În martie 2014 a fost anunțat rezultatul colaborării BICEP2 care ar arăta prima dovadă experimentală directă a inflației cosmice [5] . Rezultatul va fi verificat cu alte experimente care vor ajuta la alegerea celui mai bun model teoretic pentru a descrie evoluția Universului [6] .

Instrumentaţie

BICEP [7] operează în emisfera sudică , în Antarctica , de la baza permanentă Amundsen - Scott a Polului Sud [2] .

Principalele caracteristici ale instrumentației BICEP
Instrument start Sfârșit Frecvență Nr de senzori Sursă
BICEP 2006 2008 100 GHz 98 [2] [3]
150 GHz 98 [2]
BICEP2 2010 2012 150 GHz 512 [8]
Keck Array 2011 - 150 GHz 2560 (2011-13)
1536 (2013-)		 [8]

[9]

2013 - 100 GHz [9]
BICEP3 2014 - 100 GHz 2560 [10]

BICEP1

Primul instrument BICEP a observat cerul în spectrul electromagnetic între 100 și 150 GHz, cu o rezoluție unghiulară de 1,0 și respectiv 0,7 grade. Avea o gamă de 98 de senzori, sensibili la polarizarea fundalului cosmic cu microunde [2] . Instrumentația BICEP a fost construită ca un prototip în vederea îmbunătățirilor ulterioare. Observația a început în ianuarie 2006 [3] , măsurile au continuat până la sfârșitul anului 2008 [2] .

BICEP2 în dreapta, Telescopul Polului Sud în stânga

BICEP2

A doua generație de instrumente a fost BICEP2 [11] , care a funcționat din 2010 până în 2012 . Printre îmbunătățirile implementate, a fost posibil să se obțină o viteză de cartografiere de 10 ori mai mare decât BICEP1, creșterea numărului de senzori până la 512. Datele colectate au făcut posibil să se ajungă în 2014 la o primă măsurare a modurilor B ale radiației cosmice. de fond , o posibilă dovadă a existenței undelor gravitaționale primordiale și a ipotezei teoriei universului inflaționist . [12] [13]

Keck Array

Keck Array este format din cinci polarimetri . Primii trei și-au început observațiile în vara australă 2010-11; alți doi și-au început observațiile în 2012. Toți cei cinci au observat cerul la frecvența de 150 GHz până în 2013, când doi dintre ei au fost convertiți pentru observare la 100 GHz [9] . Fiecare polarimetru constă dintr-un telescop refractar (pentru a minimiza erorile sistematice ), care sunt răcite la 4 K de la un răcitor cu tuburi cu impulsuri și o gamă de plan focal de 512 microcalorimetri de tranziție de fază răcită la 250 mK, pentru un total de 2560 de senzori [8] .

Proiectul a fost finanțat cu o subvenție de 2,3 milioane USD din partea Fundației WM Keck , în plus față de sprijinul financiar al Fundației Naționale pentru Științe , Fundației Gordon și Betty Moore , Fundației James și Nelly Kilroy și Fundației Barzan. [3] .

BICEP3

BICEP3 va fi alcătuit din 2560 de senzori pentru a observa radiația la frecvența de 100 GHz. Acesta va fi pus în funcțiune în sezonul estival sudic 2014-15. [10]

Observații

Planul focal al radiotelescopului utilizat de experimentul BICEP2 pentru a detecta indirect undele gravitaționale ale universului inflaționist [14]

Cele trei experimente au efectuat măsurători pe aceeași zonă a cerului, în jurul polului sud ceresc [2] [8] .

Rezultate

În martie 2014, s-a anunțat că experimentul BICEP2 a detectat urme ale modurilor B lăsate de undele gravitaționale în fundalul cosmic cu microunde al Universului timpuriu după Big Bang . Anunțul oficial a fost făcut pe 17 martie 2014 la o conferință de presă susținută la Centrul de Astrofizică Harvard-Smithsonian [15] . Măsura ar putea fi o dovadă a inflației cosmice , a expansiunii bruște a Universului care s-ar fi produs la aproximativ 10 −35 secunde după Big Bang . [6] Polarizarea radiației cosmice de fond ar fi trebuit să fie generată prin interacțiunea dintre undele gravitaționale și radiația cu microunde în sine. Prin urmare, această măsurare ar fi o dovadă indirectă suplimentară a existenței undelor gravitaționale . Datele analizate de BICEP2 au dat o măsură a raportului între fluctuațiile tensorului (ale „modurilor B” primordiale, datorate undelor gravitaționale) și fluctuațiile scalare (în densitate). [6] [16] Raportul a fost măsurat cu o precizie foarte mare (7 sigma, mai mare decât limita de 5 sigma), valoarea găsită [12] [13] corespunde cu r = 0,2 +0,07
−0,05 , mult peste limita superioară r = 0,1, sugerată de experimentele anterioare WMAP și Planck . [6]

Articolul științific [17] publicat la 19 iunie 2014 conține o notă adăugată în apendice care discută despre posibila influență pe care praful cosmic a avut-o asupra măsurării. La 19 septembrie 2014, colaborarea Planck a publicat rezultatele [18] măsurării polarizării cauzate de praful galactic , reducând importanța rezultatelor colaborării BICEP: efectul cauzat de praful galactic are aceeași dimensiune ca și polarizarea măsurată prin BICEP2.

Colaborări

Instituțiile științifice implicate în diferitele instrumente sunt: Caltech , Universitatea Cardiff , Universitatea din Chicago , Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics , Jet Propulsion Laboratory , Universitatea din Minnesota și Universitatea Stanford (pentru toate experimentele), Universitatea din California, San Diego ( BICEP1 și 2), Institutul Național de Standarde și Tehnologie (NIST) și Universitatea British Columbia (BICEP2 și Keck Array), Case Western Reserve University (Keck Array) și Universitatea din Toronto (BICEP2, Keck Array, BICEP3) [ 3] [19] [20] [21] [22] . Proiectul Keck Array a fost condus de Andrew Lange [3] .

Notă

  1. ^ Antarctica nu aparține nici unui stat, utilizarea sa internațională este reglementată de Tratatul Antarcticii numai în scopuri pașnice.
  2. ^ a b c d e f g BICEP: Robinson Gravitational Wave Background Telescope , la bicep.caltech.edu , Caltech . Adus la 13 martie 2014 (arhivat din original la 18 martie 2014) .
  3. ^ a b c d e f Cadoul Fundației WM Keck pentru a permite oamenilor de știință Caltech și JPL să cerceteze originea violentă a universului , la media.caltech.edu , Caltech (arhivat din original la 2 martie 2012) .
  4. ^ a b Valuri gravitaționale stochastice , la ligo.org , LIGO . Adus la 17 martie 2014 .
  5. ^ Prima dovadă directă a inflației cosmice , pe cfa.harvard.edu . Adus la 18 martie 2014.
  6. ^ a b c d Media INAF: Inflația, există dovezi
  7. ^ Site-ul web BICEP [ link rupt ] , pe cfa.harvard.edu .
  8. ^ a b c d Instrument - Keck Array South Pole , pe cfa.harvard.edu , Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics . Adus la 14 martie 2014 (arhivat din original la 11 martie 2014) .
  9. ^ a b c Keck Array South Pol , pe cfa.harvard.edu , Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics . Adus pe 14 martie 2014.
  10. ^ a b BICEP3 , pe cfa.harvard.edu , Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics . Adus pe 14 martie 2014.
  11. ^ Experimentul de polarizare BICEP2 CMB , vol. 7741, Proceedings of SPIE, 2010, p. 11, DOI : 10.1117 / 12.857864 .
  12. ^ a b BICEP2 I: Detectarea polarizării în mod B la scări unghiulare de grad ( PDF ), Preprint TBD Journal, 2014 (arhivat din original la 17 martie 2014) .
  13. ^ a b BICEP2 II: set de date pentru experimente și trei ani ( PDF ), versiune preliminară, 2014 (arhivat din original la 17 martie 2014) .
  14. ^ Tehnologia NASA vizualizează Nașterea Universului
  15. ^ Undele gravitaționale: au auzit oamenii de știință din SUA ecouri ale big bang-ului? , The Guardian , 14 martie 2014. Adus 14 martie 2014 .
  16. ^ New Scientist: Primul zvâcnet de valuri de big bang de la nașterea universului
  17. ^ (EN) PAR Ade și colab. (Colaborare BICEP2), Detectarea polarizării B-Mode la scări unghiulare de grad de către BICEP2 ( PDF ), în Physical Review Letters , vol. 112, 19 iunie 2014, p. 241101, Bibcode : 2014PhRvL.112x1101A , DOI : 10.1103 / PhysRevLett.112.241101 , arXiv : 1403.3985 . Adus pe 24 decembrie 2014 .
  18. ^ (EN) Echipa de colaborare Planck , rezultate intermediare Planck. XXX. Spectrul de putere unghiulară a emisiei de praf polarizat la latitudini galactice intermediare și înalte , 19 septembrie 2014, arXiv : 1409.5738 . Adus pe 24 decembrie 2014 .
  19. ^ BICEP1 Collaboration , la cfa.harvard.edu , Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics . Adus pe 14 martie 2014.
  20. ^ Colaborare - Polul Sud BICEP2 , pe cfa.harvard.edu , Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics . Adus pe 14 martie 2014.
  21. ^ Colaborare - Keck Array South Pol , pe cfa.harvard.edu , Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics . Adus pe 14 martie 2014.
  22. ^ BICEP3 Collaboration , la cfa.harvard.edu , Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics . Adus pe 14 martie 2014.

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=BICEP&oldid=112853637 ”