利用现代地面实验实现最小化大气辐射假设的无偏 CMB 极化图重建

我们present了一种从现代地面实验室收集的数据中无偏重建 cosmic microwave background（CMB）极化图的方法。大气辐射是此类实验中相关噪声的主要来源， complicating CMB 极化图的恢复。我们考虑需要对大气辐射特性做出最小化假设的估计器，相反地利用现代仪器常见的硬件解决方案，例如每个焦平面像素中的正交天线对，以及通过持续旋转的半波片（HWP）实现的极化信号调制。我们关注两种技术：(1) 对低频大气信号的统计下权重；(2) 配对求差（PD），即对同一焦平面像素中的两个探测器收集的信号进行求差。我们将其性能与大气信号被完美知道并被干净减除的理想情况进行比较。我们表明，PD 可在一般关于大气信号的假设下从最大似然原理中推导而来，优化地图灵敏度。在仪器系统误差合理且探测器噪声变化的情况下，PD 产生的 polarized sky maps 的噪声水平仅略高于理想情况。虽然下权重可以匹配这种性能，但需要高度准确的大气模型且难以获得。PD 性能受仪器系统误差的影响，特别是将大气信号泄漏到差分时序中的误差。然而，诸如 gain mismatch 等效应可以通过旋转 HWP 有效缓解，使 PD 成为一种具竞争力、稳健且高效的 CMB 极化图制作解决方案，无需大气建模。