¿Problema con la eliminación de ruido de los datos BICEP2?

Esta pregunta pertenece a este artículo que habla de por qué las mediciones BICEP2 de polarización en modo B en la radiación de fondo de microondas cósmica resultaron ser ruido del polvo estelar galáctico. Continúan agregando que los datos de Plank del ruido no permiten obtener una buena estimación del modo B a partir de los datos de BICEP2.

Sin embargo, los resultados de la evaluación conjunta sugerirían que, sea cual sea la señal detectada por BICEP2, no puede separarse en ningún nivel significativo de los efectos de deterioro. En otras palabras, las observaciones originales son igualmente compatibles con que no haya ondas gravitacionales primordiales. "Este trabajo conjunto ha demostrado que la detección de modos B primordiales ya no es sólida una vez que se elimina la emisión del polvo galáctico", dijo Jean-Loup Puget, investigador principal del instrumento HFI de Panck, en el comunicado de Esa. "Entonces, desafortunadamente, no hemos podido confirmar que la señal sea una huella de la inflación cósmica".

¿Alguien puede explicar por qué exactamente la detección de los modos B primordiales no es sólida incluso después de eliminar la emisión del polvo galáctico? ¿Y cuáles son las soluciones alternativas propuestas para abordar este problema?

Respuestas (2)

La respuesta corta es que el polvo galáctico puede explicar completamente los hallazgos, con o sin la existencia de ondas gravitacionales primordiales, lo que equivale a "ninguna prueba".

La respuesta más larga es que estaban buscando un patrón particular en la polarización del CMB llamado polarización de modo B, ya que este era el patrón que esperaban ver en condiciones de ondas gravitacionales. El modo B da como resultado campos que tienden a parecerse a campos magnéticos (los rizos tienden a apuntar en círculos).

Pero el CMB también se puede polarizar en modo E, lo que produce campos que tienden a apuntar en direcciones particulares (similares a las líneas de campo eléctrico). Aquí hay una imagen básica-

polarización cmb

El problema es que el polvo galáctico no solo puede reflejar o refractar los fotones con los que interactúa, sino que el polvo galáctico también suele ser susceptible a los efectos de los campos electromagnéticos en el espacio. Como resultado, las partículas de polvo pueden alinearse dentro de estos campos magnéticos, creando una ilusión inducida electromagnéticamente de un espacio-tiempo distorsionado gravitacionalmente. Entonces, si residen suficientes partículas de polvo dentro de una región determinada, debemos concluir que, para un observador, se formará un patrón de polarización similar al modo B, con o sin la presencia de ondas gravitacionales primordiales.

Sin embargo, creo que hay (o hubo) una tercera colaboración en proceso (redoble de tambores, por favor). . . LIGO anunció la semana pasada la confirmación de ondas gravitacionales resultantes de la fusión de dos agujeros negros que pudieron observar en septiembre de 2015, que produjeron ondas gravitacionales lo suficientemente fuertes como para ser medidas.

Sin embargo, veo lo que quieres decir sobre la declaración de Puget. Parece casi engañoso al principio, pero podría ser simplemente un problema de traducción (el inglés no parece ser su idioma de origen). En cualquier caso, parece que estaba tratando de decir que la señal CMB no es lo suficientemente robusta como para poder distinguirla de la interferencia del polvo galáctico.

Me gustaría agregar a la otra respuesta correcta, que BICEP2 es un detector increíble, y el anuncio original salió después de haber sustraído la señal de polvo en el área que estaban buscando usando los datos de Planck publicados en ese momento. Desafortunadamente, Planck ideó nuevos mapas de polvo de la esfera que mostraban mucho polvo en la ventana angular a la que BICEP era sensible. El análisis con Planck discutido en su pregunta resume la publicación conjunta.

Sin embargo, combinar datos de Planck, que se basa en ajustar curvas matemáticas a todo el cielo y tiene grandes errores, para llegar a las polarizaciones, con datos de BICEP2 que tiene una precisión local extrema en una ventana angular estrecha, no es la mejor manera de tratar el problema. Se está trabajando en BICEP3 y tendremos que ver qué sucede.