The Simons Observatory: gain, bandpass and polarization-angle calibration requirements for B-mode searches
The Simons Observatory: gain, bandpass and polarization-angle calibration requirements for B-mode searches
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西蒙斯天文台：B 模式搜索的增益、带通和偏振角校准要求
DOI：
10.1088/1475-7516/2021/05/032
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发表时间：
2021
影响因子：
6.4
通讯作者：
Abitbol M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Abitbol M
我们量化了下一代地面观测站的系统不确定性的校准要求，目标是宇宙微波背景的大角度B模式偏振，重点是西蒙斯天文台（SO）。我们探讨增益校准，带通中心频率和偏振角，包括后者的频率变化在整个带通的不确定性。我们发现，增益校准和带通中心频率必须知道百分比水平或更少，以避免偏差的张量标量比r的数量级Δ r 10-3，与以前的研究结果。偏振角必须校准到零点几度的水平，而频带边缘之间的频率变化必须知道O（10）度。考虑到这些校准要求的紧密性，我们探讨了这些系统学上的残余不确定性会影响r的最终约束的程度，如果包括在数据模型中并被边缘化。我们发现，额外的参数自由度并没有降低最终的约束r显着，扩大了O（10%）的误差棒最多。我们通过重新分析最新的公开可用的数据，在一个扩展的参数空间，包括宇宙学，前景和系统参数的合作，验证这些结果。最后，我们的研究结果进行了讨论，在SO内进行的仪器设计和校准研究。
We quantify the calibration requirements for systematic uncertainties for next-generation ground-based observatories targeting the large-angle B-mode polarization of the Cosmic Microwave Background, with a focus on the Simons Observatory (SO). We explore uncertainties on gain calibration, bandpass center frequencies, and polarization angles, including the frequency variation of the latter across the bandpass. We find that gain calibration and bandpass center frequencies must be known to percent levels or less to avoid biases on the tensor-to-scalar ratio r on the order of Δ r∼ 10-3, in line with previous findings. Polarization angles must be calibrated to the level of a few tenths of a degree, while their frequency variation between the edges of the band must be known to O (10) degrees. Given the tightness of these calibration requirements, we explore the level to which residual uncertainties on these systematics would affect the final constraints on r if included in the data model and marginalized over. We find that the additional parameter freedom does not degrade the final constraints on r significantly, broadening the error bar by O (10%) at most. We validate these results by reanalyzing the latest publicly available data from the collaboration within an extended parameter space covering both cosmological, foreground and systematic parameters. Finally, our results are discussed in light of the instrument design and calibration studies carried out within SO.
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通讯作者：
Edward J. Wollack