QUIET 在 95 GHz 频段对 CMB 偏振的测量

(摘要删节) 尽管精确宇宙学取得了巨大成功，但宇宙学家仍无法完全解释宇宙的初始条件。暴胀（Inflation）是宇宙最初 $10^{-36}$秒内的指数膨胀，是一个有前景的潜在解释。暴胀的一个普遍预测是宇宙微波背景 (CMB) 中存在奇宇称 (B 模式) 偏振。Q/U Imaging ExperimenT (QUIET) 旨在限制或探测这种偏振。我们构建了一种相干伪相关微波偏振计。由大量生产的模块组成的阵列填充了 1.4m 望远镜的焦平面。每个模块对偏振的灵敏度为 $756\mu\text{K}\sqrt{\text{s}}$，带宽为 $10.7\pm1.1$ GHz，中心频率为 $94.5\pm0.8$ GHz；综合灵敏度为 $87\pm7\mu\text{K}\sqrt{\text{s}}$。我们在设计中引入了甲板旋转、吸收式地面屏蔽、新的时间流双解调技术以及优化光学系统，以减少仪器偏振。我们使用该仪器于 2009 年 8 月至 2010 年 12 月在智利阿塔卡马高原进行了观测。我们收集了 5336.9 小时的 CMB 观测数据和 1090 小时的天文校准数据。本论文描述了这些数据的分析与结果。我们利用天文校准数据以及专门构建的人造源对仪器进行了表征。我们遵循盲分析策略开发了噪声建模、滤波和数据选择方法。该策略的核心是一套 32 项零检验，每一项都针对可能的仪器问题或系统效应而设计。我们还在结果已知之前的盲分析阶段评估了系统误差。随后，我们使用伪 $C_l$ 互相关技术计算了 CMB 功率谱，该技术抑制了污染并使结果对噪声偏差不敏感。