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,