BOOMERanG
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1. 개요
BOOMERanG는 우주 마이크로파 배경(CMB)의 비등방성을 측정하기 위한 실험이다. 이 실험은 볼로미터를 사용하여 복사선을 감지하고, 1.3미터 주 거울과 16개의 혼으로 구성된 초점면을 통해 마이크로파를 수집한다. BOOMERanG 데이터는 우주의 기하학이 평평하다는 것을 결정하는 데 기여했으며, CMB 온도 비등방성 및 편광 측정을 통해 우주론 연구에 중요한 정보를 제공했다.
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2. 실험 장비 및 방법
BOOMERanG 실험은 복사선 감지를 위해 극저온에서 작동하는 볼로미터를 사용했다.[3] 실험에 사용된 주 거울은 1.3미터 오프축 거울이며,[3] 마이크로파는 16개의 혼으로 구성된 초점면에 집중된다. 145 GHz, 245 GHz, 345 GHz에서 작동하는 혼들은 8개의 픽셀로 배열된다. 망원경은 하늘의 전체 시야를 스캔하기 위해 회전해야 한다.
2. 1. 볼로미터
실험에서는 복사선 감지를 위해 볼로미터를 사용한다.[3] 볼로미터는 0.27 켈빈 온도로 유지된다. 이 온도에서 물질은 드바이 법칙에 따라 매우 낮은 열용량을 가지므로, 들어오는 마이크로파는 들어오는 파의 강도에 비례하는 큰 온도 변화를 일으키며, 이는 민감한 온도계로 측정된다.2. 2. 망원경 및 초점면
볼로미터를 사용하여 복사선을 감지한다.[3] 이 볼로미터는 270의 온도로 유지된다. 이 온도에서 물질은 드바이 법칙에 따라 매우 낮은 열용량을 가지므로, 들어오는 마이크로파는 들어오는 파의 강도에 비례하는 큰 온도 변화를 일으키며, 이는 민감한 온도계로 측정된다.오프축 1.3미터 주 거울[3]은 마이크로파를 16개의 혼으로 구성된 초점면에 집중시킨다. 145 GHz, 245 GHz 및 345 GHz에서 작동하는 이 혼들은 8개의 픽셀로 배열된다. 하늘의 아주 작은 부분만 동시에 볼 수 있으므로, 망원경은 전체 시야를 스캔하기 위해 회전해야 한다.
3. 실험 결과 및 의의
새스커툰 실험, MAT/TOCO, MAXIMA 등과 같은 실험들과 함께, 1997년과 1998년의 BOOMERanG 데이터는 마지막 산란 표면까지의 각 지름 거리를 매우 정확하게 결정하는데 기여했다. 2003년의 BOOMERanG 비행은 CMB 온도 비등방성에 대한 매우 높은 신호 대 잡음비 맵과 CMB의 편광 측정을 가져왔다.[4]
3. 1. 우주의 기하학적 구조
새스커툰 실험, MAT/TOCO, MAXIMA 등의 실험들과 함께, 1997년과 1998년의 BOOMERanG 데이터는 마지막 산란 표면까지의 각지름 거리를 매우 정확하게 결정했다. 허블 상수 값을 나타내는 보완적인 데이터와 결합했을 때, BOOMERanG 데이터는 우주의 기하학이 평평하다는 것을 밝혔으며,[1] 이는 초신성 관측을 통해 밝혀진 암흑 에너지의 존재에 대한 증거를 뒷받침하는 결과로 평가된다.3. 2. CMB 비등방성 및 편광 측정
새스커툰 실험, MAT/TOCO, MAXIMA 등과 같은 실험들과 함께, 1997년과 1998년의 BOOMERanG 데이터는 마지막 산란 표면까지의 각 지름 거리를 매우 정확하게 결정했다. 허블 상수 값을 나타내는 보완적인 데이터와 결합되었을 때, Boomerang 데이터는 우주의 기하학이 평평하다는 것을 결정했으며,[1] 초신성이 암흑 에너지의 존재에 대한 증거를 뒷받침했다. 2003년의 Boomerang 비행은 CMB 온도 비등방성에 대한 매우 높은 신호 대 잡음비 맵과 CMB의 편광 측정을 가져왔다.[4]참조
[1]
논문
A Flat Universe from High-Resolution Maps of the Cosmic Microwave Background Radiation
2000-04-27
[2]
뉴스
Clearest Picture of Infant Universe Sees It All and Questions It, Too
https://www.nytimes.[...]
2010-02-23
[3]
논문
BOOMERANG: A Balloon-borne Millimeter Wave Telescope and Total Power Receiver for Mapping Anisotropy in the Cosmic Microwave Background
2003-10
[4]
논문
Cosmological Parameters from the 2003 Flight of BOOMERANG
2006-08
[5]
뉴스
Clearest Picture of Infant Universe Sees It All and Questions It, Too
https://www.nytimes.[...]
2010-02-23
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