Bộ thu của Kính Thiên Văn Lớn tại Đài Quan Sát Simons

Astrophysical Journal, Supplement Series - Tập 256 Số 1 - Trang 23 - 2021
Ningfeng Zhu1, Tanay Bhandarkar1, Gabriele Coppi1,2, Anna M. Kofman1, John Orlowski-Scherer1, Zhilei Xu1,3, S. Adachi4, P. A. R. Ade5, Simone Aiola6, J. E. Austermann7, A. O. Bazarko8, James A. Beall7, Sanah Bhimani9, J. R. Bond10, Grace E. Chesmore11, Steve K. Choi12,13, Jake Connors7, Nicholas F. Cothard14, Mark J. Devlin1, Simon Dicker1, Bradley Dober15, Cody J. Duell13, Shannon M. Duff7, Rolando Dünner16, Giulio Fabbian5, Nicholas Galitzki17, Patricio A. Gallardo13, Joseph E. Golec11, Saianeesh K. Haridas1, Kathleen Harrington18, Erin Healy8, Shuay-Pwu Patty Ho19, Zachary B. Huber13, Johannes Hubmayr7, Jeffrey Iuliano1, Bradley R. Johnson20, Brian Keating17, Kenta Kiuchi21, Brian J. Koopman9, Jack Lashner22, Adrian T. Lee23, Yaqiong Li13,24, M. Limon1, Michael J. Link7, Tammy J. Lucas7, Heather McCarrick8, Jenna Moore25, F. Nati2, Laura Newburgh26, Michael D. Niemack12,13,24, E. Pierpaoli22, Michael J. Randall17, Karen Perez Sarmiento1, Lauren J. Saunders9, Joseph Seibert17, Carlos Sierra11, Rita Sonka8, Jacob Spisak17, Shreya Sutariya11, O. Tajima4, G. P. Teply17, Robert Thornton1,27, Tran Tsan17, C. Tucker5, Joel N. Ullom7, Eve M. Vavagiakis13, Michael Vissers7, Samantha Walker28,7, Benjamin Westbrook23, Edward J. Wollack29, M. Zannoni2
1Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania, 209 South 33rd Street, Philadelphia, PA 19104, USA
2Department of Physics, University of Milano-Bicocca, Milano (MI), Italy
3MIT Kavli Institute, Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, MA 02139, USA
4Department of Physics, Kyoto University, Kitashirakawa Oiwake-cho, Sakyo-ku, Kyoto 606-8502, Japan
5School of Physics and Astronomy, Cardiff University, The Parade, Cardiff CF24 3AA, UK
6Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, 162 5th Avenue, New York, NY, 10010, USA
7NIST Quantum Sensors Group, 325 Broadway Ave, Boulder, CO 80305, USA
8Department of Physics, Princeton University, Princeton, NJ 08540, USA
9Department of Physics, Yale University, New Haven, CT 06520, USA
10CITA, University of Toronto, Toronto, ON M5S 3H8, Canada
11Department of Physics, University of Chicago, Chicago, IL 60637, USA
12Department of Astronomy, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA
13Department of Physics, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA
14Department of Applied and Engineering Physics, Cornell University, Ithaca, NY., 14853, USA
15Department of Physics, University of Colorado Boulder, Department of Physics 390, Boulder, CO 80309, USA
16Instituto de Astrofísica and Centro de Astro-Ingeniería, Facultad de Física, Pontificia Universidad Católica de Chile, Av. Vicuña Mackenna 4860, 7820436, Macul, Santiago, Chile
17Department of Physics, University of California––San Diego, La Jolla, CA 92093, USA
18Department of Astronomy and Astrophysics, University of Chicago, Chicago, IL 60637, USA
19Department of Physics, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA
20Department of Astronomy, University of Virginia, Charlottesville, VA 22904, USA
21Department of Physics, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo, Tokyo 113-0033, Japan
22Department of Physics and Astronomy, University of Southern California, Los Angeles, CA, 90089, USA
23Physics Department, University of California, Berkeley CA 94720, USA
24Kavli Institute at Cornell for Nanoscale Science, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA
25School of Earth and Space Exploration, Arizona State University, Tempe, AZ 85287, USA
26Department of Physics, Yale University, New Haven, CT 06511, USA
27Department of Physics and Engineering, West Chester University of Pennsylvania, West Chester, PA 19383, USA
28Department of Astrophysical and Planetary Sciences, University of Colorado Boulder, Boulder, CO, 80309, USA
29NASA/Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD 20771 USA

Tóm tắt

Tóm tắt Đài Quan Sát Simons là một thí nghiệm nền tảng về bức xạ vi sóng vũ trụ, bao gồm ba kính thiên văn có khẩu độ nhỏ 0.4 m và một Kính Thiên Văn Khẩu Độ Lớn 6 m, nằm ở độ cao 5300 m trên Cerro Toco tại Chile. Bộ thu Kính Thiên Văn Khẩu Độ Lớn (LATR) của Đài Quan Sát Simons là một camera siêu lạnh sẽ được ghép nối với Kính Thiên Văn Khẩu Độ Lớn. Thiết bị này sẽ tạo ra các bản đồ sóng milimet độ phân giải một arcminute của một nửa bầu trời với độ chính xác chưa từng có. LATR là camera sóng milimet lạnh lớn nhất được chế tạo đến nay, với đường kính 2.4 m và chiều dài 2.6 m. Giai đoạn lạnh nhất của camera được làm mát đến 100 mK, nhiệt độ hoạt động của các cảm biến bolometric với các băng tần trung tâm xung quanh 27, 39, 93, 145, 225 và 280 GHz. Cuối cùng, LATR sẽ chứa 13 ống quang học đường kính 40 cm, mỗi ống có ba tấm cảm biến và tổng cộng 62,000 cảm biến. Thiết kế LATR phải duy trì đồng thời sự căn chỉnh quang học của hệ thống, kiểm soát ánh sáng lạc, cung cấp cách nhiệt siêu lạnh, giới hạn độ chênh lệch nhiệt và giảm thiểu thời gian làm lạnh hệ thống từ nhiệt độ phòng xuống 100 mK. Sự tương tác giữa các yếu tố đối kháng này đặt ra những thách thức độc đáo. Chúng tôi thảo luận về các nghiên cứu giao dịch liên quan đến thiết kế, tối ưu hóa cuối cùng, xây dựng và hiệu suất cuối cùng của hệ thống.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Abazajian, 2019

Abazajian, 2016

Abitbol, 2017

Ade, 2021, PhRvD, 103, 022004, 10.1103/physrevd.103.022004

Ade, 2014a, PhRvL, 112, 241101, 10.1103/physrevlett.112.241101

Ade, 2014b, PhRvL, 113, 021301, 10.1103/PhysRevLett.113.021301

Ade, 2006, Proc. SPIE, 6275, 62750U, 10.1117/12.673162

Alduino, 2019, Cryo, 102, 9, 10.1016/j.cryogenics.2019.06.011

Ali, 2020, JLTP, 200, 461, 10.1007/s10909-020-02430-5

Baxter, 2018

Bennett, 2013, ApJS, 208, 20, 10.1088/0067-0049/208/2/20

Bhatia, 1996, ESASP, 388, 277

Blake, 2019, AAS Meeting Abstracts, 233, 302.06

Carlstrom, 2011, PASP, 123, 568, 10.1086/659879

Choi, 2020, JCAP, 2020, 045, 10.1088/1475-7516/2020/12/045

Condon, 2018, PASP, 130, 10.1088/1538-3873/aac1b2

Coppi, 2018, Proc. SPIE, 10708, 1070827, 10.1117/12.2312679

Coughlin, 2018, JLTP, 193, 876, 10.1007/s10909-018-1955-7

Datta, 2013, ApOpt, 52, 8747, 10.1364/AO.52.008747

DESI Collaboration, 2016

Dicker, 2018, Proc. SPIE, 10700, 107003E, 10.1117/12.2313444

Dober, 2021, ApPhL, 118, 10.1063/5.0033416

Duband, 2018, 347

Duff, 2016, JLTP, 184, 634, 10.1007/s10909-016-1576-y

Galitzki, 2018, Proc. SPIE, 10708, 1070804, 10.1117/12.2312985

Gallardo, 2018, Proc. SPIE, 10708, 107083Y, 10.1117/12.2312971

Golec, 2020, Proc. SPIE, 11451, 1182, 10.1117/12.2561720

Gualtieri, 2018, JLTP, 193, 1112, 10.1007/s10909-018-2078-x

Gudmundsson, 2015, Cryo, 72, 65, 10.1016/j.cryogenics.2015.09.002

Gudmundsson, 2021, ApOpt, 60, 823, 10.1364/AO.411533

Guns, 2021, ApJ, 916, 98, 10.3847/1538-4357/ac06a3

Harrington, 2016, Proc. SPIE, 9914, 99141K, 10.1117/12.2233125

Harrington, 2020, Proc. SPIE, 11453, 1145318, 10.1117/12.2562647

Henderson, 2016, JLTP, 184, 772, 10.1007/s10909-016-1575-z

Hill, 2018, Proc. SPIE, 10708, 1070842, 10.1117/12.2313916

Hilton, 2018, ApJS, 235, 20, 10.3847/1538-4365/aaa6cb

Hinshaw, 2013, ApJS, 208, 19, 10.1088/0067-0049/208/2/19

Hu, 1997, NewA, 2, 323, 10.1016/S1384-1076(97)00022-5

Irwin, 2005, 63

Ivezić, 2019, ApJ, 873, 111, 10.3847/1538-4357/ab042c

Keck Array and BICEP2 Collaborations, 2018, PhRvL, 121, 10.1103/PhysRevLett.121.221301

Keller, 1974

Koopman, 2020, Proc. SPIE, 11452, 1145208, 10.1117/12.2561771

Kusaka, 2018, JCAP, 2018, 005, 10.1088/1475-7516/2018/09/005

Li, 2020, JLTP, 199, 985, 10.1007/s10909-020-02386-6

Lizon, 2010, Proc. SPIE, 7739, 77393E, 10.1117/12.856013

Marquardt, 2002, 681

Mates, 2012, JLTP, 167, 707, 10.1007/s10909-012-0518-6

Mather, 1984, ApOpt, 23, 584, 10.1364/AO.23.000584

McCarrick, 2021

Nadolski, 2018, Proc. SPIE, 10708, 1070843, 10.1117/12.2315674

Naess, 2021, ApJ, 915, 14, 10.3847/1538-4357/abfe6d

NIST, 2009

Orlowski-Scherer, 2019, BAAS, 51, 349

Orlowski-Scherer, 2018, Proc. SPIE, 10708, 107083X, 10.1117/12.2312868

Pan, 2018, JLTP, 193, 305, 10.1007/s10909-018-1935-y

Parshley, 2018, Proc. SPIE, 10700, 1070041, 10.1117/12.2314073

Planck Collaboration, 2020, A&A, 641, A5, 10.1051/0004-6361/201936386

Polarbear Collaboration, 2020, ApJ, 897, 55, 10.3847/1538-4357/ab8f24

Posada, 2015, SuScT, 28, 10.1088/0953-2048/28/9/094002

Sathyanarayana Rao, 2020, JLTP, 199, 807, 10.1007/s10909-020-02429-y

Sayre, 2020, PhRvD, 101, 10.1103/PhysRevD.101.122003

Smoot, 1999, 1

Story, 2015, ApJ, 810, 50, 10.1088/0004-637X/810/1/50

Sunyaev, 1970, CoASP, 2, 66

Sunyaev, 1972, CoASP, 4, 173

Suzuki, 2016, JLTP, 184, 805, 10.1007/s10909-015-1425-4

The Simons Observatory Collaboration, 2019, JCAP, 2019, 056, 10.1088/1475-7516/2019/02/056

Thornton, 2016, ApJS, 227, 21, 10.3847/1538-4365/227/2/21

Tucker, 2006, Proc. SPIE, 6275, 62750T, 10.1117/12.673159

Vavagiakis, 2020

Woodcraft, 2009, 681

Wu, 2019, ApJ, 884, 70, 10.3847/1538-4357/ab4186

Xu, 2020, Proc. SPIE, 11453, 207, 10.1117/12.2576151

Xu, 2020, ApJ, 891, 134, 10.3847/1538-4357/ab76c2

Xu, 2021, ApOpt, 60, 864, 10.1364/AO.411711

Zhu, 2018, Proc. SPIE, 10708, 259, 10.1117/12.2312871

Thông tin
Thông tin xuất bản

Astrophysical Journal, Supplement Series

Tập 256 Số 1

23

Thông tin tác giả