重子声学振荡宽带与宽波束阵列：设计概述与灵敏度预测
宇宙学与河外天体物理
2015-06-11 v2 天体物理仪器与方法
摘要
本文介绍了一种专为探测红移 0.5-1.5 之间的中性氢 21cm 功率谱而优化的新仪器：重子声学振荡宽带与宽波束 (BAOBAB) 阵列。BAOBAB 将建立在第一代 21cm 实验的努力之上，这些实验旨在探测红移 z ~ 10 处再电离时期的信号。在 z ~ 1 处，自屏蔽过密晕中的中性氢发射也提供了一种可观测的信号，因为主导的同步辐射前景发射比红移 10 处要暗得多。这些观测的主要科学驱动力是物质功率谱中的重子声学振荡，其有潜力作为标准尺并限制暗能量的性质。BAOBAB 将在 600-900MHz 频段内对双极化天线单元进行全相关处理，频率分辨率为 300 kHz，系统温度为 50K。天线数量将分阶段部署增加，阵列的重新配置将允许进行传统成像和高功率谱灵敏度操作。我们展示了不同阵列规模的功率谱灵敏度计算结果：一个 35 单元阵列可测量宇宙中性氢分数随红移的变化，而一个 132 单元系统可探测功率谱中的 BAO 特征，从而在 z ~ 1 的距离尺度上产生 1.8% 的误差，进而显著改善对暗能量状态方程在前所未有的 ~0.5-1.5 红移范围内的约束。
引用
@article{arxiv.1210.2413,
title = {The Baryon Acoustic Oscillation Broadband and Broad-beam Array: Design Overview and Sensitivity Forecasts},
author = {Jonathan C. Pober and Aaron R. Parsons and David R. DeBoer and Patrick McDonald and Matthew McQuinn and James E. Aguirre and Zaki Ali and Richard F. Bradley and Tzu-Ching Chang and Miguel F. Morales},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.2413},
year = {2015}
}
备注
16 pages, 13 figures, 2 tables, matches version accepted by AJ