CMB-S4：测量原初引力波的前景清理流程比较

我们比较了多种前景清理流程，用于在计划中的 CMB-S4 实验的南极深场区背景下，利用模拟图估计张标比 $r$。为评估稳健性，我们使用基于天图的模拟，分析了不同前景套件下 $r$ 的偏差和不确定性。前景清理方法包括：一种应用于频率图自功率谱和互功率谱的参数化最大似然方法；一种基于天图的参数化最大似然方法；以及一种使用频率图的谐波空间内部线性组合方法。我们总结了每种方法的概念基础，以突出其异同。为更好地探究前景残余的影响，我们实施了一个迭代内部去透镜化步骤，利用基于天图的流程从大孔径望远镜频率图生成透镜 $B$ 模模板。我们的结果表明，对于简单和中等复杂度的前景，三种方法的性能相当，$\sigma(r)$ 范围在 3 到 5 $\times 10^{-4}$ 之间。然而，在分析更复杂形式的前景辐射时，会出现 $1-2\sigma$ 水平的偏置。通过扩展基线流程以对前景残余进行边缘化，我们证明污染可以降低到统计不确定性范围内，尽管对 $\sigma(r)$ 的影响因流程而异，这转化为对于输入值 $r = 0.003$ 的检测显著性在 2 到 4$\sigma$ 之间。这些发现表明所测试流程的成熟度各不相同，其中基于自功率谱和互功率谱的方法表现出最佳的稳定性和整体性能。此外，鉴于极低的噪声水平，独立前景清理流程的相互验证对于确保任何潜在检测的稳健性至关重要。