Simons observatoriyasi - Simons Observatory

Simons observatoriyasi
Simonsarray wide.jpg
Simons Array, Atacama Cosmology teleskopi va POLARBEAR bilan bo'lajak Simons Observatoriyasining joylashgan joyi.
Muqobil nomlarObservatorio Simons Buni Vikidatada tahrirlash
Joylashuv (lar)Atakama sahrosi
Koordinatalar22 ° 57′31 ″ S 67 ° 47′15 ″ V / 22.9586 ° S 67.7875 ° Vt / -22.9586; -67.7875Koordinatalar: 22 ° 57′31 ″ S 67 ° 47′15 ″ V / 22.9586 ° S 67.7875 ° Vt / -22.9586; -67.7875 Buni Vikidatada tahrirlash
Balandlik5,200 m (17,100 fut) Buni Vikidatada tahrirlash
To'lqin uzunligi27, 39, 93, 145, 225, 280 gigagertsli (1.110, 0.769, 0.322, 0.207, 0.133, 0.107 sm)
Birinchi yorug'lik2020 Buni Vikidatada tahrirlash
Teleskop uslubikosmik mikroto'lqinli fon tajribasi
radio teleskop  Buni Vikidatada tahrirlash
Teleskoplar soni4 Buni Vikidatada tahrirlash
Diametri6, 0,5 m (19 fut 8 dyuym, 1 fut 8 dyuym) Buni Vikidatada tahrirlash
Veb-saytsimonsobservatoriya.org Buni Vikidatada tahrirlash
Simons observatoriyasi Chilida joylashgan
Simons observatoriyasi
Simons observatoriyasining joylashishi
Umumiy sahifa Wikimedia Commons-ga tegishli ommaviy axborot vositalari
[Wikidata-da tahrirlash ]

The Simons observatoriyasi balandlikda joylashgan Atakama sahrosi shimoliy Chili ichida Chajnator ilmiy qo'riqxonasi, 5200 metr balandlikda (17000 fut). The Atakama kosmologiya teleskopi (ACT) va Simons Array[1] yaqinda joylashgan va ushbu tajribalar hozirda kuzatuvlarni olib bormoqda Kosmik mikroto'lqinli fon (CMB). Ularning maqsadi koinot qanday boshlangani, u nimadan iborat bo'lganligi va uning hozirgi holatiga qanday rivojlanishini o'rganishdir. Simons Observatoriyasi bir xil maqsadlarni baham ko'radi, ammo aniqroq va xilma-xil o'lchovlarni amalga oshirish uchun texnologiya yutuqlaridan foydalanishga qaratilgan. Bundan tashqari, Simons rasadxonasining ko'plab jihatlari (optik dizaynlar, detektor texnologiyalari va boshqalar) kelajak uchun yo'l topuvchilar bo'lishi kutilmoqda. CMB-S4 qatori.[2][3][4]

Simons Observatoriyasi 40,1 million dollarlik grant mablag'lari hisobidan amalga oshirildi Simons Foundation va bir qator ishtirok etuvchi universitetlar.[5][6][7]. The Hamkorlik katta va ko'p millatli bo'lib, dunyodagi 35 dan ortiq muassasalarda 250 dan ortiq olimlar mavjud.

Ilmiy maqsadlar

Simons rasadxonasining asosiy maqsadlaridan biri bu osmonning qutblanish xaritasi bo'lib, kattaligi kattaligi bo'yicha sezgirligi Plank sun'iy yo'ldoshi. Bular kosmologik parametrlarni yaxshiroq o'lchashga imkon beradi, ammo xaritalar boshqa ilm-fan sohalarini ham qamrab oladi. Bunga misollar kiradi gravitatsion linzalar mikroto'lqinli fon, primerial bispektrum va termal va kinematik Sunyaev-Zel'dovich effektlar. Katta burchakli polarizatsiya signalini kamaytirish bilan tensor-skalar nisbatini o'lchash mumkin bo'ladi. So'rovnoma shuningdek 16000 kishilik meros katalogini taqdim etadi galaktika klasterlari va 20000 dan ortiq ekstragalaktik manbalar. Tafsilotlar Qog'ozda bashorat qilingan[8].

Chastotalar

CMB 160,3 gigagertsli chastotada eng yuqori ko'rsatkichga ega. Ushbu chastotada va undan pastda atmosfera shaffofligi past. Natijada Simons rasadxonasining aksariyat detektorlari 90 dan 150 gigagertsgacha ishlaydi.

Biroq, sezgir o'lchovlar uchun bizning galaktikamizdagi emissiya kabi oldingi holatlarni olib tashlash uchun boshqa chastotalarda qamrab olish muhim ahamiyatga ega. Ushbu oldingi rejalar yuqori va quyi chastotalar yordamida CMB uchun boshqa spektrga ega bo'lgani uchun ularni ajratish mumkin. Simons rasadxonasi tomonidan ishlatiladigan aniq tarmoqli markazlari 27, 39, 93, 145, 225 va 280 gigagertsli chastotalardir.

Teleskoplar

Ilmiy maqsadlarning bir qismi uchun etarlicha yuqori burchakka ega bo'lish uchun ~ 5 metrdan kattaroq teshikka ega teleskop kerak. Juda past shovqinli xaritalarda xatolarning asosiy manbaiga aylanadigan tizimli effektlarni kamaytirish uchun Simons observatoriyasi 6 metrli teleskop quradi va asosiy oynani 5,5 metrgacha yoritadi. Shu bilan birga, boshqa ilmiy maqsadlar uchun katta burchakli tarozilarda juda past shovqin kerak - 6 metrli teleskop bunga erishish uchun kurashadi. Shu sababli Simons rasadxonasi 0,5 metrli uchta teleskopni ham quradi va ma'lumotlar to'plamini tahlilda birlashtiradi.

Katta diafragma teleskopi (LAT)

Diametri 6 metr bo'lgan teleskopda a Dragone-ni kesib o'tdi dizayn. 90GHz chastotada u 7,8 darajadan yuqori ko'rish maydoniga ega. Hozirda u tomonidan qurilish ishlari olib borilmoqda Vertex Antennentechnik Germaniyada[9]. Ushbu teleskop yuqori chastotaga o'xshash dizaynga ega CCAT-teleskop bu ham qurilish bosqichida.

Simons observatoriyasining katta diafragma teleskopi orqali balandlik inshootida joylashgan oynalarni aks ettiruvchi kesma. O'ngdagi oq tsiklinder 2,4 metr diametrli kriyostatdir.

LAT-dagi detektorlar diametri 2,4 metrdan oshadigan bitta katta kriyostatda joylashtiriladi. Bu erda uchta sovitilgan kremniy linzalardan (teleskopning ikkilamchi fokusidan detektorlarga nurni qayta yo'naltirish uchun) va Lyotning asosiy oynasi tasvirida to'xtashidan (teleskop tuzilishidan tushgan yorug'likni oldini olish uchun) iborat 13 ta optik naycha joylashadi. detektorlar)[10]. Ushbu 13 ta naychadan biri 27 va 39 gigagertsli chastotada, to'rttasi 93 va 145 gigagertsli chastotada, ikkitasi 225 va 280 gigagertsli chastotalarda ishlaydi, qolganlari esa kelajakda kengaytirish uchun ajratilgan. Ushbu kriyostat hozirgacha qurilgan eng katta millimetr to'lqinli astronomik kameralardan biri bo'ladi[11].

Kichik diafragma teleskoplari (SAT)

Kichik diafragma teleskoplari 3 ta sferik kremniy linzalari va aylanadigan sinishi teleskoplardir. yarim to'lqinli plastinka. Har bir teleskopning ko'rish maydoni 35 darajadan yuqori. Tizimli ta'sirlarni engib o'tish, masalan, signallarni erdan olish yonboshlar, eng katta burchakli tarozilarni o'lchash uchun juda muhimdir, shuning uchun har bir teleskop birgalikda harakatlanadigan ekranlarga ega va birgalikda harakatlanuvchi ekranlardan osmongacha bo'lgan difraksiyani aks ettiruvchi sobit yer ekrani ichiga o'rnatiladi.

SAT o'rnatilgan joyda, qalqon va detektorlarni o'qish uchun elektronikani va ularni 100mK dan past darajaga qadar sovutish uchun zarur bo'lgan kriyogenikani ko'rsatib beradi. Ruxsat etilgan tuproq qalqoni ko'rsatilmagan.

Detektorlar

Simons rasadxonasi foydalanadi O'tish chekkalari sensori (TES) bolometrlar. Ushbu qurilmalar ichkarida 100 mKgacha sovutiladi kriostatlar foydalanish impuls trubkasi sovutgichlari 4 tagacha sovutish uchun Kelvin va suyultiruvchi muzlatgichlar oxirgi 1K va 100mK sovutish bosqichlari uchun. Taxminan yarmi LATda, qolganlari SATda bo'lgan taxminan 60,000 bolometr. Detektorlarni o'qish uchun a mikroto'lqinli multiplekslash sxemasidan foydalaniladi.

Hozirgi holat

2019 yil noyabr oyidan boshlab 4 ta teleskopning birortasi yoki Chilidagi saytda tugallanmagan. Biroq, yakuniy loyihalar mavjud va qurilish qisqa vaqt ichida boshlanadi. Observatoriya maydonini geologik o'rganish yakunlandi va sayt infratuzilmasini (elektr, yo'llar, internet, binolar) o'rnatishga tayyorgarlik boshlandi. Barcha teleskoplar uchun kriyostatlar qurilgan va dastlabki termik sinovlar o'tkazilmoqda.

Adabiyotlar

  1. ^ Suzuki, A .; va boshq. (2015). "POLARBEAR-2 va Simons Array tajribasi". Past harorat fizikasi jurnali. 184 (3–4): 805–810. arXiv:1512.07299. doi:10.1007 / s10909-015-1425-4.
  2. ^ Inside Science (2017-02-23). "Bizning kosmik o'tmishimizga chuqurroq nazar tashlaydigan olimlar, Katta portlash ortida qolgan zaif qoldiqlarni o'rganish bo'yicha kelajakdagi tajribalar rejalarini ochib berishdi". insidescience.org. Olingan 5 mart 2017.
  3. ^ Simmetriya. "Zarralar fizikasida 2016 yil". symmetrymagazine.org. Olingan 5 mart 2017.
  4. ^ Cartlidge, Edvin (2017). "Kosmik inflyatsiyani izlash uchun ulkan mikroto'lqinli rasadxona". Tabiat. doi:10.1038 / tabiat.2017.22920.
  5. ^ Ilmiy Amerika. "Katta portlash uchun tortishish to'lqinlari uchun ov 40 million dollarlik daromad keltirdi". Scientificamerican.com. Olingan 5 mart 2017.
  6. ^ Fotonika vositalari. "Simons Observatory teleskoplar, detektorlar uchun $ 40 mln. Mablag 'oladi". fotonika.com.
  7. ^ Space Daily. "Simons rasadxonasi dastlabki koinotni tekshiradi". spacedaily.com. Olingan 5 mart 2017.
  8. ^ Ade, P .; va boshq. (2019). "Simons Observatoriyasi: Ilm-fan maqsadlari va bashoratlari". Kosmologiya va astropartikulyar fizika jurnali. 2019 (2): 056. arXiv:1808.07445. doi:10.1088/1475-7516/2019/02/056.
  9. ^ "San-Diego UC Janubiy Amerikada ulkan yangi teleskop bilan kosmosni o'rganishga kirishdi". ucsdnews.ucsd.edu. Olingan 2017-12-21.
  10. ^ Diker, S. R .; va boshq. (2018). Marshall, Xezer K; Spyromilio, Jeyson (tahrir.) "Simons Observatory yirik diafragma teleskopi uchun sovuq optik dizayn". SPIE: Astronomik asboblar. 10700: 107003E. arXiv:1808.05058. Bibcode:2018SPIE10700E..3ED. doi:10.1117/12.2313444. ISBN  9781510619531.
  11. ^ Chju, Ningfen; va boshq. (2018). Gao, Tszian-Rong; Zmuidzinas, Jonas (tahrir). "Simons Observatory yirik diafragma teleskopi qabul qiluvchisi dizayni haqida umumiy ma'lumot". SPIE: Astronomik asboblar. 10708: 1070829. arXiv:1808.10037. Bibcode:2018SPIE10708E..29Z. doi:10.1117/12.2312871. ISBN  9781510619692.