暗能量射电探测项目简介 - NAOC LSSS group.ppt
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1、暗能量射电探测(天籁计划),陈学雷中国科学院国家天文台,暗能量探测,暗能量电磁相互作用微弱,且基本是均匀分布的,因此主要是研究它对宇宙膨胀的影响。暗能量的发现就是利用超新星观测不同红移到我们的距离而得到的,五种主要的暗能量观测方法,美国Dark Energy Task Force Report,宇宙微波背景辐射 (目前已接近完善) 超新星 (经验规律,系统误差) 星系团 (经验规律,系统误差) 重子声波振荡 (物理规律) 弱引力透镜 (物理规律),星系大尺度结构,重子声波振荡,一种测量宇宙距离的标准尺:大尺度结构中的重子声波振荡,重子声波振荡可以作为标准尺,现有的观测结果(光学),射电探测,宇
2、宙普通物质中76是氢,氢原子产生21cm辐射,红移后波长为21(1+z)cm 对21cm观测可以绘出宇宙大尺度结构 针对暗能量,主要观测红移02.5 (4001400MHz) 要求:大天区面积,天籁项目,(颜成子游):地簌则众窍是已,人簌则比竹是已,敢问天簌。”(南郭)子綦曰:“夫吹万不同,而使其自己也,咸其自取,怒者其谁邪?”庄子 齐物论,21cm映射原理的检验,利用GBT 观测,21cm与光学观测星系间的相关性得到验证,T. Chang et al., Nature, 2010 年7月22日,问题的困难之处:前景噪声,远远超过信号的前景噪声是21cm观测面临的巨大困难。,提取微弱的信号取得
3、成功的先例:CMB,前景消除,simulated observation by X. Wang et al. (2006),难点:很强的银河系前景辐射 办法:前景辐射在频率上是光滑的,21cm在频率上变化,可以去除,实验设想,主要特点: 天线简单 约2500路双极化接收机,数量超过所有现有的天文射电阵列,Carnegie-Mellon University prototype,信噪比分析-功率谱,全规模实验测量暗能量状态方程精度,科学意义,中国主导的暗能量实验,没有国内无法做的技术 可在国内地面进行 与国外基本同时起步,10年左右完成(5年预研,5年全规模实验),有竞争力,预研项目内容,为了抓住时机,争取项目在中国开展,我们将首先与国外合作(Jeff Peterson(CMU), 彭威礼(U. Toronto) ,建造 3x30米 天线反射面,国外提供部分接收机,进行先导实验,同时进一步争取经费,开展接收机等的研究。 系统设计和仿真 天线结构设计 馈源和接收机前端设计 数字信号处理方法 观测数据的分析处理,预期16路合路下功率谱观测的误差,谢谢,
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