Keck, BICEP3 y el futuro de BICEP

Por Francisco R. Villatoro, el 4 febrero, 2015. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science

Dibujo20150203 BICEP3 south pole - december 2014 - bicep

La colaboración BICEP tiene dos prioridades. Una, desvelar qué parte de la señal de modos B que observaron en marzo de 2014 es debida al polvo galáctico. Y dos, ser los primeros en descubrir los modos B de origen inflacionario. Para lograr ambos objetivos van a usar Keck y BICEP3. Keck tomará datos en 2015 a tres frecuencias (95, 150 y 220 GHz) y BICEP3 tomará datos a 95 GHz para minimizar el efecto del polvo. No conoceremos los resultados hasta dentro de un par de años.

Nos resume brevemente la situación Elizabeth Gibney, “Gravitational-wave hunt enters next phase. The landmark BICEP2 result has turned to dust, but the search for primordial cosmic ripples continues,” News, Nature 518: 16-17, 05 Feb 2015; doi: 10.1038/518016a. Algo más técnico es

Dibujo20150203 Keck Array - BICEP - 2012-13 - 2014 - 2015 - configurations

La resolución de BICEP1 a 100 GHz no es suficiente para decidir la cuestión sobre la señal observada por BICEP2. Además, tanto BICEP2 como Keck (que equivale a cinco BICEP2) han tomado datos a 150 GHz. Los resultados de Keck 2014, con dos detectores a 95 GHz y tres a 150 GHz aún no se han publicado. Para estimar mejor la contribución del polvo galáctico durante 2015 Keck usará dos detectores a 220 GHz. Gracias a ello a finales de primavera de 2016 se publicarán los datos a tres frecuencias (95, 150 y 220 GHz) en la ventana de BICEP. Gracias a ello obtendremos una muy buena estimación del polvo galáctico en dicha ventana. No sabemos si será suficiente para desvelar alguna señal de modos B primordiales. Pero al menos la colaboración BICEP estará tranquila porque ha hecho todo lo posible para ello.

Dibujo20150203 bicep3 telescope - detectors - bicep

BICEP3 tiene 20 matrices de detectores en su plano focal. Cada matriz tiene 64 píxeles duales que equivalen a 128 bolómetros a 95 GHz sensibles a la polarización. En total los 1280 píxeles corresponden a 2560 bolómetros. Al ser el área focal más grande que en BICEP2/Keck observará una región de cielo de 28º, un poco mayor que ∼20◦ de BICEP2. La sensibilidad que se espera que alcance rondará ∼7 µK √s por píxel (más o menos el doble de sensibilidad que BICEP2, que alcanza ~16 µK √s por píxel); además, cuenta con el doble de píxeles (1280 en lugar de los 512 de BICEP2). Se estima que durante los dos años de observación del cielo de BICEP3 a 95 GHz se logrará un resultado similar en resolución al logrado por Keck (cinco BICEP2) a 150 GHz en el mismo tiempo.

El resultado del primer año de medidas de BICEP3 a 95 GHz se estima que será unas cuatro veces mejor que el resultado medido por Keck en 2014 (aún no publicado); hay que recordar que los dos detectores tipo BICEP2 ajustados a 95 GHz usados en Keck tienen peor resolución que los detectores a 150 GHz (su frecuencia original de diseño). Por tanto, se espera que los datos de BICEP3 (95 GHz) y Keck (150 GHz) permitan comparar en la misma ventana señales de similar resolución a dos frecuencias. Esto permitirá medir la contribución del polvo y quizás limpiarla. Por supuesto, habrá que esperar a 2017, como pronto, para que se publiquen estos análisis. 

Este verano antártico se ha instalado BICEP3, que comenzará a tomar datos a finales de febrero. Observará la polarización del fondo cósmico de microondas a 95 GHz porque la contribución de la emisión del polvo decrece con la frecuencia (BICEP2 midió a 150 GHz). Las medidas de Keck en 2014 a dos frecuencias se publicarán a finales de primavera. No podemos esperar que sean concluyentes en relación a la contribución del polvo en la ventana de BICEP.



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Por Francisco R. Villatoro, publicado el 4 febrero, 2015
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