存在天体物理前景时CMB B模观测的性能预测与优化框架
宇宙学与河外天体物理
2015-03-19 v2
摘要
我们提出了一种用于未来宇宙微波背景（CMB）实验性能预测与优化的形式化方法。我们在近全天区、多频率、B模偏振观测的背景下实现了该方法，其中纳入了由CMB天空统计、仪器噪声以及前景信号存在所带来的统计不确定性。我们利用参数化最大似然技术对前景减除的效应进行建模，并在预定义或任意的观测频率通道下优化仪器配置，约束条件为探测器总数或焦平面面积。我们通过将该形式化方法应用于两个基于CMBpol和COrE任务概念的实验装置案例（将其视为专用B模实验）来展示其效果。我们发现，如果在优化时可用的前景模型足够精确，该流程有助于将实验的潜在科学产出提升数倍，同时避免过度的硬件复杂性，或者在不损害其科学目标的前提下简化仪器设计。然而，我们的分析也表明，即使可用的前景模型被认为不够可靠，所提出的流程也能指导设计出更稳健的实验装置。这些装置能更好地应对比模型所预见的更为复杂且看似合理的前景情况，从而确保在模型被证明正确时，科学成果接近可达到的最佳水平。
引用
@article{arxiv.1105.3859,
title = {Framework for performance forecasting and optimization of CMB B-mode observations in presence of astrophysical foregrounds},
author = {Josquin Errard and Federico Stivoli and Radek Stompor},
journal= {arXiv preprint arXiv:1105.3859},
year = {2015}
}
备注
(26 pages, 14 figures, has been published in the 15 September 2011 issue of Physical Review D (Vol.84, No.6))