BICEP/ <i>Keck</i> XVIII: Measurement of BICEP3 polarization angles and consequences for constraining cosmic birefringence and inflation
Notice bibliographique
Résumé
We use a custom-made calibrator to measure individual detectors' polarization angles of BICEP3, a small aperture telescope observing the cosmic microwave background (CMB) at 95 GHz from the South Pole. We describe our calibration strategy and the statistical and systematic uncertainties associated with the measurement. We reach an unprecedented precision for such measurement on a CMB experiment, with a repeatability for each detector pair of 0.02\ifmmode^\circ\else\textdegree\fi{}. We show that the relative angles measured using this method are in excellent agreement with those extracted from CMB data. Because the absolute measurement is currently limited by a systematic uncertainty, we do not derive cosmic birefringence constraints from BICEP3 data in this work. Rather, we forecast the sensitivity of BICEP3 sky maps for such analysis. We investigate the relative contributions of instrument noise, lensing, and dust, as well as astrophysical and instrumental systematics. We also explore the constraining power of different angle estimators, depending on analysis choices. We establish that the BICEP3 2-year dataset (2017--2018) has an on-sky sensitivity to the cosmic birefringence angle of ${\ensuremath{\sigma}}_{\ensuremath{\alpha}}=0.078\ifmmode^\circ\else\textdegree\fi{}$, which could be improved to ${\ensuremath{\sigma}}_{\ensuremath{\alpha}}=0.055\ifmmode^\circ\else\textdegree\fi{}$ by adding all of the existing BICEP3 data (through 2023). Furthermore, we emphasize the possibility of using the BICEP3 sky patch as a polarization calibration source for CMB experiments, which with the present data could reach a precision of 0.035\ifmmode^\circ\else\textdegree\fi{}. Finally, in the context of inflation searches, we investigate the impact of detector-to-detector variations in polarization angles as they may bias the tensor-to-scalar ratio $r$. We show that while the effect is expected to remain subdominant to other sources of systematic uncertainty, it can be reliably calibrated using polarization angle measurements such as the ones we present in this paper.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».