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Self-calibration of BICEP1 three-year data and constraints on astrophysical polarization rotation
Indexado
WoS WOS:000334308800004
DOI 10.1103/PHYSREVD.89.062006
Año 2014
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



Cosmic microwave background (CMB) polarimeters aspire to measure the faint B-mode signature predicted to arise from inflationary gravitational waves. They also have the potential to constrain cosmic birefringence, rotation of the polarization of the CMB arising from parity-violating physics, which would produce nonzero expectation values for the CMB's temperature to B-mode correlation (TB) and E-mode to B-mode correlation (EB) spectra. However, instrumental systematic effects can also cause these TB and EB correlations to be nonzero. In particular, an overall miscalibration of the polarization orientation of the detectors produces TB and EB spectra which are degenerate with isotropic cosmological birefringence, while also introducing a small but predictable bias on the BB spectrum. We find that BICEP1 three-year spectra, which use our standard calibration of detector polarization angles from a dielectric sheet, are consistent with a polarization rotation of alpha = -2.77 degrees +/- 0.86 degrees (statistical) +/- 1.3 degrees (systematic). We have revised the estimate of systematic error on the polarization rotation angle from the two-year analysis by comparing multiple calibration methods. We also account for the (negligible) impact of measured beam systematic effects. We investigate the polarization rotation for the BICEP1 100 GHz and 150 GHz bands separately to investigate theoretical models that produce frequency-dependent cosmic birefringence. We find no evidence in the data supporting either of these models or Faraday rotation of the CMB polarization by the Milky Way galaxy's magnetic field. If we assume that there is no cosmic birefringence, we can use the TB and EB spectra to calibrate detector polarization orientations, thus reducing bias of the cosmological B-mode spectrum from leaked E-modes due to possible polarization orientation miscalibration. After applying this "self-calibration" process, we find that the upper limit on the tensor-to-scalar ratio decreases slightly, from r < 0.70 to r < 0.65 at 95% confidence.

Revista



Revista ISSN
Physical Review D 2470-0010

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Astronomy & Astrophysics
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Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
2 Miller, Nathan J. Hombre NASA - Estados Unidos
3 Shimon, M. - Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Tel Aviv Univ - Israel
4 Barkats, D. - ESO - Chile
5 Bischoff, C. - Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
6 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
7 Keating, Brian Hombre Univ Calif San Diego - Estados Unidos
8 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
9 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
10 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
11 Battle, J. O. Hombre CALTECH - Estados Unidos
12 Bierman, E. M. Hombre Univ Calif San Diego - Estados Unidos
13 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
14 Chiang, H. C. - Univ KwaZulu Natal - República de Sudáfrica
15 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
16 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
17 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
18 Hivon, E. Hombre Inst Astrophys - Francia
19 Holzapfel, W. L. Hombre UNIV CALIF BERKELEY - Estados Unidos
20 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
21 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
22 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
23 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
24 Leitch, Erik M. Hombre UNIV CHICAGO - Estados Unidos
25 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
27 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
28 Ponthieu, N. Hombre Univ Paris 11 - Francia
29 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
30 Richter, S. - CALTECH - Estados Unidos
31 Rocha, G. - CALTECH - Estados Unidos
32 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
33 Matsumura, T. - KEK - Japón
MIT - Estados Unidos
34 Takahashi, Y. D. Mujer UNIV CALIF BERKELEY - Estados Unidos
35 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos
36 Jaffe, T. R. Mujer Univ Calif San Diego - Estados Unidos
Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Wales Coll Cardiff - Reino Unido
CALTECH - Estados Unidos
Commissariat Energie Atom - Francia
Princeton Univ - Estados Unidos
Universidad de Stanford - Estados Unidos
Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
UNIV CHICAGO - Estados Unidos

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Origen de Citas Identificadas



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Citas No-identificadas: 91.67 %

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Citas Identificadas: 8.33 %
Citas No-identificadas: 91.67 %

Financiamiento



Fuente
NSF
STFC
Alfred P. Sloan Research Fellowship
JPL Research and Technology Development Fund
Harvard College Observatory
NASA Postdoctoral Program at Goddard Space Flight Center
Caltech Presidents Fund
NSF PECASE Award
Caltech Presidents Discovery Fund
Joan and Irwin Jacobs
Division Of Astronomical Sciences; Direct For Mathematical & Physical Scien
Directorate For Geosciences; Office of Polar Programs (OPP)

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Agradecimientos



Agradecimiento
BICEP1 was supported by NSF Grant No. OPP-0230438, Caltech Presidents Discovery Fund, Caltech Presidents Fund PF-471, JPL Research and Technology Development Fund, and the late J. Robinson. This analysis was supported in part by NSF CAREER Award No. AST-1255358 and the Harvard College Observatory, and J. M. K. acknowledges support from an Alfred P. Sloan Research Fellowship. B. G. K acknowledges support from NSF PECASE Award No. AST-0548262. N. J. M.' s research was supported by an appointment to the NASA Postdoctoral Program at Goddard Space Flight Center, administered by Oak Ridge Associated Universities through a contract with NASA. M. S. acknowledges support from a grant from Joan and Irwin Jacobs. We thank the South Pole Station staff for helping make our observing seasons a success. We also thank our colleagues in the ACBAR, BOOMERANG, QUAD, BOLOCAM, SPT, WMAP and Planck experiments, as well as Kim Griest, Amit Yadav, and Casey Conger for advice and helpful discussions, and Kathy Deniston and Irene Coyle for logistical and administrative support. We thank Patrick Shopbell for computational support at Caltech and the FAS Science Division Research Computing Group at Harvard University for providing support to run all the computations for this paper on the Odyssey cluster.

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