宇宙マイクロ波背景放射実験のリスト

WMAPの感度と解像度とCOBEおよびペンジアスとウィルソンの望遠鏡の比較、シミュレーションデータ[ 1 ]

このリストは、1964年にペンジアスとウィルソンが初めて宇宙マイクロ波背景放射（CMB）を検出して以来、CMBの放射異方性と偏光を測定する実験をまとめたものである。ペンジアスとウィルソンによる1964年の最初の観測以来、CMBの異方性と偏光を測定するさまざまな実験が行われてきた。これらには、地上、気球、宇宙ベースの受信機が混在している。[ 2 ] [ 3 ]リスト内の注目すべき実験には、CMBの温度異方性を初めて検出し、黒体スペクトルがあることを示したCOBE、CMBからの偏光信号を初めて検出したDASI 、 [ 4 ]高解像度の観測を行い、最初のEモード偏光スペクトルを取得したCBI 、 [ 5 ] WMAP、および温度異方性と偏光信号の両方について、これまでで最高解像度の全天マップを作成したPlanck 宇宙船がある。 [ 6 ] CMB観測の現在の科学的目標には、ニュートリノ の質量を制限できる重力レンズ効果の正確な測定と、宇宙インフレーションの証拠となる可能性のあるBモード偏光の測定が含まれます。

宇宙マイクロ波背景放射実験[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 7 ] [ 8 ]の設計は非常に困難な課題です。最大の問題は受信機、望遠鏡の光学系、そして大気です。マイクロ波背景放射の応用のために、多くの改良されたマイクロ波増幅器技術が設計されてきました。使用される技術には、HEMT、MMIC、SIS、ボロメータなどがあります。[ 8 ]実験では通常、増幅器を冷却するために精巧な極低温システムが用いられます。多くの場合、実験は干渉計であり、天空の信号の空間的変動のみを測定し、平均2.7 Kの背景温度には鈍感です。[ 4 ]

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もう一つの問題は、すべての検出器に内在する1/ fノイズである。通常、実験のスキャン戦略は、このようなノイズの影響を最小限に抑えるように設計される。[ 7 ]サイドローブを 最小限に抑えるために、マイクロ波光学系では通常、精巧なレンズとフィードホーンが使用される。最後に、地上設置型（そしてある程度は気球設置型）の機器では、大気中の水と酸素がマイクロ波を放射・吸収する。大気透過率が高い周波数であっても、大気からの放射は光子ノイズに寄与し、実験の感度を制限する。そのため、CMB研究では、航空機搭載型および宇宙搭載型の実験に加え、チリのアンデス山脈や南極のような乾燥した高高度地点での実験が利用されている。[ 9 ]

宇宙マイクロ波背景放射実験

以下のリストは、過去、現在、そして計画中のCMB実験の一部です。各実験の名称、開始年と終了年、そして実験の目的（宇宙、気球、地上）と、必要に応じて実験場所を記載しています。使用される周波数と増幅器技術、そして実験の主なターゲットについても記載しています。[ 10 ]

画像 名前 始める 終わり 基礎 位置 周波数（GHz） 検出器技術 ターゲット 参考文献
先進宇宙マイクロ波探査機(ACME)別名 HACME: HEMT +ACME 1988 1996 地面 南極26～35; 38～45 HEMT 温度異方性 [ 10 ] [ 11 ]
南極高原異方性追跡実験（APACHE） 1995 1996 地面 南極100、150、250 ボロメータ 温度異方性 [ 10 ]
アーケード宇宙論、天体物理学、拡散放射のための絶対放射計（ARCADE） 2001 2006 バルーン 3、5、7、10、30、90 HEMT CMBスペクトル [ 10 ]
アーケオプスアーケオプス1999 2002 バルーン 143、217、353、545 ボロメータ 大規模および中規模を測定し、大規模での精度を向上しました。 [ 10 ]
アークミニット宇宙論ボロメータアレイ受信機（ACBAR） 2001 2008 地面 南極150、219、274 ボロメータ 温度異方性 [ 10 ]
アミアークミニット・マイクロケルビン・イメージャー（AMI） 2005 — 地面 英国：マラード電波天文台12～18歳 干渉計 SZ効果、温度異方性 [ 10 ]
QUI JOINT テネリフェ ( QUIJOTE ) 2012 — 地面 テネリフェ島11、13、17、19、30、40 偏光板/OMT 度角スケールでの偏光 [ 10 ]
アルゴ1988年、1990年、1993年 1993 バルーン 150～600 ボロメータ [ 10 ]
アミバマイクロ波背景異方性アレイ（AMiBA） 2007 — 地面 ハワイ：マウナロア86-102 干渉計/MMIC SZ効果; 偏光 [ 10 ] [ 12 ] [ 13 ]
ABSアタカマBモード探索（ABS） 2012 2014 地面 チリ：アタカマ砂漠145 ボロメータ 二極化 [ 10 ] [ 14 ]
活動アタカマ宇宙論望遠鏡（ACT） 2008 2022 地面 チリ：アタカマ砂漠148、218、277 ボロメータ 小規模温度および偏光異方性 [ 10 ]
頂点アタカマ・パスファインダー実験（APEX） 2007 — 地面 チリ：アタカマ砂漠150、217 ボロメータ 温度異方性; SZ効果 [ 10 ]
アトカオーストラリア望遠鏡コンパクトアレイ（ATCA） 1991 1997 地面 ポール・ワイルド天文台、ニューサウスウェールズ州、オーストラリア 8.7 HEMT [ 10 ]
背景放射異方性走査望遠鏡（BEAST） 2000 — バルーン、地上 25～35; 38～45 HEMT カリフォルニア大学ホワイトマウンテンピーク研究ステーションの地上単一皿 CMB 観測所。 [ 10 ]
宇宙の銀河系外偏光の背景画像（BICEP1） 2006 2008 地面 南極100、150、220 ボロメータ 精度が向上した度スケール偏光を測定しました。 [ 10 ] [ 15 ]
上腕二頭筋22009 2012 地面 南極150 ボロメータ 度スケール B モード偏光。 [ 10 ] [ 16 ]
ケックアレイ2010 地面 南極95、150、220 ボロメータ 度スケール B モード偏光。 [ 10 ]
気球搭載型異方性測定（BAM） 1995 1998 バルーン ブリティッシュコロンビア大学とブラウン大学の気球実験 110～250 分光計 微分フーリエ変換分光計を使用して度スケール異方性を測定した [ 10 ] [ 17 ]
気球搭載型天空偏光観測用放射計（BaR-SPoRT） キャンセル — バルーン 32、90 偏光板/OMT [ 10 ]
バークレー・イリノイ・メリーランド協会( BIMA ) 1986 2004 地面 ハットクリーク電波天文台、カリフォルニア州、米国 70～116; 210～270 シス [ 10 ]
ブーメランBOOMERanG実験1997 2003 バルーン 南極上空の長期滞在気球 90-420 ボロメータ 中規模変動 [ 10 ]
Bモード放射線干渉計（BRAIN） 一度もない — 地面 ドームC、南極 [ 18 ]
クローバーキャンセル — 地面 97、150、230 ボロメータ 小規模変動を測定し、Bモード偏光を探す実験はキャンセルされました。 [ 10 ]
コブラ 1982 1990 探査ロケット ブリティッシュコロンビア大学 27-900 ボロメータ/FTS CMBの周波数スペクトル [ 19 ] [ 20 ]
宇宙異方性偏光マッピング装置（CAPMAP） 2002 2008 地面 クロフォードヒル望遠鏡、ニュージャージー州 40、90 MMIC/HEMT [ 10 ]
宇宙異方性望遠鏡（CAT） 1994 1997 地面 ムラード電波天文台13～17歳 干渉計/HEMT 空の小さな領域における非常に小さな規模の変動。 [ 10 ]
CBI宇宙背景撮像素子（CBI） 2000 2008 地面 リャノ デ チャナントール天文台、チリ 26～36 HEMT 空の小さな部分における非常に小規模な温度および偏光異方性。 [ 10 ] [ 21 ]
CLASS実験サイトレンダリング 2014年2月宇宙論大規模角度スケールサーベイヤー（CLASS） 2015 — 地面 リャノ デ チャナントール天文台、チリ 40、90、150、220 TESボロメータ 2から100までの多重極におけるBモード偏光信号 [ 10 ] [ 22 ]
原始インフレーション分極探査機（PIPER） 未来 — バルーン 200、270、350、800 TESボロメータ Bモード偏光信号 [ 10 ] [ 23 ]
コスモソーマ1998 2007 地面 テイデ天文台、テネリフェ島、スペイン 10～18歳 HEMT CMBと前景の円形走査実験 [ 10 ] [ 24 ]
コーブ宇宙背景探査機（COBE） 1989 1993 空間 地球軌道31.5、53、90（DMR） 温度異方性、周波数パワースペクトル、太陽系および銀河の塵の前景。 [ 10 ] [ 25 ]
コーブ宇宙背景探査機（COBE） 1989 1990 空間 地球軌道68-3000 200周波数（FIRAS） ボロメータ CMB スペクトル、CMB 温度、CIB スペクトル、温度異方性、周波数パワー スペクトル、太陽系および銀河の塵の前景。 [ 10 ] [ 25 ]
トリス 1994 2001 地面 カンポ・インペラトーレ0.6、0.82、2.5 CMB周波数パワースペクトル [ 10 ] [ 26 ]
コンパス 2001 2001 地面 ウィスコンシン州パインブラフ26から36 HEMT 度角スケールでの偏光 [ 27 ]
宇宙遺伝子（CG） 1999 2009 地面 RATAN-600、コーカサス、ロシア 0.6から32 HEMT [ 10 ] [ 28 ]
度角スケール干渉計（DASI） 1999 2003 地面 南極26～36 HEMT 度角スケールにおける温度と偏光異方性 [ 10 ]
EとBの実験（EBEX） 2012 2013 バルーン 南極大陸 150～450 ボロメータ Bモード偏光におけるインフレーション重力波背景（IGB）信号 [ 10 ] [ 29 ]
遠赤外線サーベイ（FIRS） 1989 1989 バルーン 国立科学気球施設、ニューメキシコ州フォートサムナー170-680 ボロメータ 大きな角度スケールにおける温度異方性。 [ 10 ] [ 30 ]
KUバンド偏波識別器（KUPID） 2003 — 地面 クロフォードヒル望遠鏡、ニュージャージー州 12～18歳 HEMT [ 10 ] [ 31 ]
中規模異方性測定（MSAM） 1992 1997 バルーン 150～650 ボロメータ [ 10 ]
マキシマミリ波異方性実験イメージングアレイ（MAXIMA） 1995年、1998年、1999年 1999 バルーン テキサス州パレスチナ近郊 150-420 ボロメータ 中規模の温度変動。 [ 10 ]
ミリ波干渉計（MINT） 2001 2002 地面 セロ・トコ（チリ） 145 シス 1500年頃の多重極子周辺の温度異方性 [ 10 ] [ 32 ]
ミリ波ボロメトリック干渉計（MBI-B） 未来 — 地面 90 ボロメータ [ 10 ]
移動型異方性望遠鏡（MAT） 1997年、1998年 1998 地面 セロ・トコ、チリ 30～140 HEMT / SIS [ 10 ] [ 33 ]
大角度領域の偏光観測（POLAR） 2000 2000 地面 パインブラフ、ウィスコンシン州、米国 26-46 HEMT 大きな角度スケールでの偏光 [ 10 ] [ 34 ]
ホッキョクグマホッキョクグマ2012 — 地面 チャナントール高原（チリ） 150 アンテナ結合型TES CMB偏光。原始BモードとレンズBモード。 [ 10 ]
ポラトロン一度もない — 地面 100 ボロメータ [ 10 ]
プリンストン I、Q、U 実験(PIQUE) 2002 2002 地面 プリンストン大学90 ボロメータ [ 10 ]
パイソン 1992 1997 地面 南極30～90 HEMT / ボロメータ 中間角度スケールにおける温度異方性 [ 10 ] [ 35 ]
QMAP1996 1996 バルーン 30～140 HEMT / SIS [ 10 ] [ 36 ]
クアッドクアッド2005 2007 地面 南極100、150 ボロメータ 中間角度スケールでの偏光 [ 10 ]
キュービックキュービック2022 — 地面 アルト・チョリジョス、アルゼンチン 150、220 ボロメータ 中間角度スケールでの B モード偏光。 [ 37 ]
Q/Uイメージング実験（QUIET） 2008 2010 地面 リャノ デ チャナントール天文台、チリ 40、90 HEMT [ 10 ] [ 38 ]
RELIKT-11983 1984 空間 地球軌道37 温度異方性 [ 10 ]
サスカトゥーンの実験1993 1995 地面 サスカチュワン州26-46 HEMT [ 10 ]
サイモンズ天文台2021 - 地面 アタカマ27/39、93/145、225/280 GHz ボロメータ Bモード偏光、SZE銀河団、ソース [ 39 ]
スカイ偏光観測所（SPOrt） キャンセル — 空間 国際宇宙ステーション22-90 二極化 [ 10 ]
南極望遠鏡2006 地面 南極小規模な温度と分極。 [ 10 ]
スパイダー2015 バルーン 南極大陸90、150、220 ボロメータ 大規模な二極化。 [ 10 ]
シザスニヤエフ・ゼルドビッチ配列（SZA） 2004 2008 地面 オーエンズバレー電波天文台26～36; 85～115 干渉計 l ~ 4000におけるCMB異方性の高感度制約を生成し、数百の銀河団における SZ効果を測定した。現在はCARMAの一部である。[ 10 ]
90ギガヘルツ対応多重Squid/Tesアレイ（MUSTANG/MUSTANG2）2007 — 地面 グリーンバンク望遠鏡（米国ウェストバージニア州） 90 TESボロメータ スニヤエフ・ゼルドビッチ効果（CMB以外の研究にも使用される） [ 10 ]
スニヤエフ・ゼルドビッチ赤外線実験（SuZIE） 1996 — 地面 カリフォルニア工科大学サブミリ波天文台、マウナケア、ハワイ 150、220、350 ボロメータ SZ効果 [ 10 ]
テネリフェ島の実験1984 2000 地面 テネリフェ島10、15、33 HEMT 度から分角スケールまでの温度異方性 [ 10 ]
トップハット2001 2001 バルーン 南極大陸150-720 ボロメータ [ 10 ] [ 40 ] [ 41 ]
非常に小さな配列2002 2008 地面 テネリフェ島26～36 干渉計/HEMT 空の小さな領域における中規模および小規模の変動。 [ 10 ] [ 42 ]
WMAPウィルキンソンマイクロ波異方性プローブ（WMAP） 2001 2010 空間 ラグランジュ223-94 HEMT 温度異方性; 偏光 [ 10 ]
プランク2009 2013 空間 ラグランジュ230-857 HEMT / ボロメータ 温度と偏光異方性；前景 [ 10 ]

参考文献

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さらに読む

  • NASA、2015年、「LAMBDAのホストデータ：CMB実験」、[1]を参照、2015年3月27日にアクセス。
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