Optimal treatment of foreground and systematics to exploit present and future CMB data
Uno de los hitos más esperados en cosmología es la detección de las ondas gravitacionales primordiales, ya que constituirían una prueba irrefutable de la existencia de un periodo inflacionario. En principio, pueden medirse a través de la huella marcada en la señal del modo B del Fondo Cósmico de Mic...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Cantabria (UC) |
| Repositorio: | UCrea Repositorio Abierto de la Universidad de Cantabria |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.unican.es:10902/29126 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/10902/29126 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Cosmología Fondo cósmico de microondas Análisis de datos Separación de componentes Cosmology Cosmic microwave background Data analysis Component separation |
| Sumario: | Uno de los hitos más esperados en cosmología es la detección de las ondas gravitacionales primordiales, ya que constituirían una prueba irrefutable de la existencia de un periodo inflacionario. En principio, pueden medirse a través de la huella marcada en la señal del modo B del Fondo Cósmico de Microondas. Sin embargo, esta detección conlleva muchos retos desde el punto de vista experimental y de análisis de datos, ya que es relativamente débil en comparación con otras fuentes de modos B, como los contaminantes astrofísicos, los modos lensados de E a B, y los errores sistemáticos. Esta tesis es uno de los muchos esfuerzos en el campo del análisis de datos dedicados a la detección de esta señal de forma insesgada. Este trabajo es una tesis por compendio de artículos que incluye cuatro estudios realizados en el contexto de la separación de componentes aplicada a los datos de polarización del Fondo Cósmico de Microondas. Se presenta un nuevo método de separación de componentes (B-SeCRET) que se ha aplicado en varios contextos dentro de diferentes colaboraciones e iniciativas como: simulaciones para estudios predictivos de la futura misión del satélite LiteBIRD, simulaciones de iniciativas de experimentos en tierra como ELFS, y a los datos del instrumento QUIJOTE MFI, WMAP y Planck. Además se incluyen tres aplicaciones de esta metodología: 1) el estudio y optimización de los diseños experimentales, 2) la mitigación de los errores sistemáticos, y 3) la caracterización de contaminantes astrofísicos. En particular se probó: 1) la viabilidad de la detección de ondas gravitaciones con un telescopio terrestre operando el régimen de microondas de baja frecuencia (de 10 a 120 GHz), además de su alta complementariedad con otras misiones como LiteBIRD, 2) la posibilidad de calibrar los ángulos de polarización a partir de la señal multifrecuencia mediante dos métodos (uno basado en anular el cross espectro de potencias EB y otro parametrizando este sistemático en la parte de separación de componentes con B-SeCRET), ambas metodologías recuperan una estimación insesgada de la amplitud de las ondas gravitacionales primordiales, 3) la mejora en la caracterización de la emisión de sincrotrón cuando se añaden los datos del instrumento QUIJOTE-MFI junto con datos de WMAP y Planck, en particular se presenta el primer mapa detallado del índice espectral del sincrotrón en hemisferio norte el cual presenta variaciones espaciales más significativas que los obtenidos con solo datos de WMAP y Planck. En conclusión, esta tesis prueba que B-SeCRET es una metodología versátil para analizar los datos presentes y futuros relativos al estudio del fondo cósmico de microondas debido a su capacidad de tratar simultáneamente con contaminantes astrofísicos y errores sistemáticos. |
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