BICEP ( Imagen de fondo de polarización extragaláctica cósmica ) y Keck Array son una serie de experimentos de fondo cósmico de microondas (CMB) . Su objetivo es medir la polarización del CMB; en particular, la medición de la B -mode de la CMB. Los experimentos han tenido cinco generaciones de instrumentación, que consisten en BICEP1 (o simplemente BICEP ), BICEP2 , Keck Array , BICEP3 y BICEP Array. El Keck Array comenzó a realizar observaciones en 2012 y BICEP3 ha estado en pleno funcionamiento desde mayo de 2016, y el BICEP Array comenzó a instalarse en 2017/18.
El propósito del experimento BICEP es medir la polarización del fondo cósmico de microondas. [5] Específicamente, tiene como objetivo medir los modos B ( componente de rizo ) de la polarización del CMB. [6] BICEP opera desde la Antártida , en la estación Amundsen-Scott South Pole . [5] Los tres instrumentos han cartografiado la misma parte del cielo, alrededor del Polo Sur Celeste . [5] [7]
Las instituciones involucradas en los diversos instrumentos son Caltech , Cardiff University , University of Chicago , Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics , Jet Propulsion Laboratory , CEA Grenoble (FR) , University of Minnesota y Stanford University (todos experimentos); UC San Diego (BICEP1 y 2); Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), Universidad de Columbia Británica y Universidad de Toronto (BICEP2, Keck Array y BICEP3); y la Universidad Case Western Reserve (Keck Array). [6][8] [9] [10] [11]
La serie de experimentos comenzó en el Instituto de Tecnología de California en 2002. En colaboración con el Laboratorio de Propulsión a Chorro, los físicos Andrew Lange , Jamie Bock, Brian Keating y William Holzapfel comenzaron la construcción del telescopio BICEP1 que se desplegó en Amundsen-Scott South Pole Station en 2005 para una carrera de observación de tres temporadas. [12]Inmediatamente después del despliegue de BICEP1, el equipo, que ahora incluía a los becarios postdoctorales de Caltech John Kovac y Chao-Lin Kuo, entre otros, comenzó a trabajar en BICEP2. El telescopio siguió siendo el mismo, pero se insertaron nuevos detectores en BICEP2 utilizando una tecnología completamente diferente: una placa de circuito impreso en el plano focal que podía filtrar, procesar, generar imágenes y medir la radiación del fondo cósmico de microondas. BICEP2 se desplegó en el Polo Sur en 2009 para comenzar su ejecución de observación de tres temporadas que arrojó la detección de polarización en modo B en el fondo cósmico de microondas.
El primer instrumento BICEP (conocido durante el desarrollo como el "telescopio de fondo de ondas gravitacionales Robinson") observó el cielo a 100 y 150 GHz (3 mm y 2 mm de longitud de onda) con una resolución angular de 1,0 y 0,7 grados . Tenía una matriz de 98 detectores (50 a 100 GHz y 48 a 150 GHz), que eran sensibles a la polarización del CMB. [5] Un par de detectores constituye un píxel sensible a la polarización. El instrumento, un prototipo para futuros instrumentos, fue descrito por primera vez en Keating et al. 2003 [13] y comenzó a observar en enero de 2006 [6] y se prolongó hasta finales de 2008. [5]
El instrumento de segunda generación fue BICEP2. [14] Con un conjunto de bolómetros de sensor de borde de transición de plano focal (TES) muy mejorado de 512 sensores (256 píxeles) que operan a 150 GHz, este telescopio de 26 cm de apertura reemplazó al instrumento BICEP1 y se observó de 2010 a 2012. [15] [dieciséis]