基于顺磁温度传感器的磁微辐射热计用于CMB偏振测量的适用性
仪器与探测器
2024-06-12 v4 宇宙学与河外天体物理
摘要
宇宙微波背景(CMB)偏振各向异性的高分辨率图谱需求迫切，因为若在偏振图中发现原初B模，将证实宇宙在重组时期CMB最后散射之前所经历的暴胀阶段。Transition Edge Sensors (TES，跃变边沿传感器)和Microwave Kinetic Inductance Detectors (MKID，微波动力学电感探测器)是基于低温探测器阵列的CMB仪器中搜寻原初B模的主流探测技术。本文提出另一种可用于CMB巡天的低温探测器：基于顺磁温度传感器的磁微辐射热计(MMB)。它是对当前已成为高分辨率、、和X射线能谱学以及中微子质量研究关键技术的金属磁量热计(MMC)的改进。将MMC改造用于CMB巡天的动因在于：其探测器读出无Johnson噪声、可直截了当校准、因对温度具有宽而平滑的响应依赖而具备更高动态范围，且无Joule热耗散从而简化热设计。我们结合CMB测量的典型约束与可靠的微加工工艺，分析了一个简要的概念验证案例。结果表明，MMB为CMB偏振巡天提供了一种有前景的技术，其灵敏度可针对天空背景极限探测进行调谐，同时保持较低的时间响应以避免望远镜点源响应的畸变。由于该传感器技术及其制造工艺与基于TES的辐射热计阵列兼容，更换探测技术甚至成本极低。
引用
@article{arxiv.2209.06088,
title = {Suitability of Magnetic Microbolometers based on Paramagnetic Temperature Sensors for CMB Polarization Measurements},
author = {Juan Manuel Geria and Matias Rolf Hampel and Sebastian Kempf and Juan Jose Bonaparte and Luciano Pablo Ferreyro and Manuel Elías García Redondo and Daniel Alejandro Almela and Juan Manuel Salum and Nahuel Müller and Jesus David Bonilla-Neira and Alan Ezequiel Fuster and Manuel Platino and Alberto Etchegoyen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.06088},
year = {2024}
}
备注
20 pages, 11 figures. Published in SPIE's Journal of Astronomical Telescopes, Instruments and Systems (JATIS)