¿Problemas con la eliminación de ruido de los datos del BICEP2?

Question

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

Sin embargo, los resultados de la evaluación conjunta sugieren que que, sea cual sea la señal detectada por el BICEP2, no puede separarse 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 deja de ser robusta una vez que la emisión de la emisión del polvo galáctico", explica Jean-Loup Puget, investigador investigador del instrumento HFI de Panck, dijo en el comunicado de Esa. "Así que, lamentablemente, no hemos podido confirmar que la señal sea una huella de la inflación cósmica".

¿Puede alguien explicar por qué exactamente la detección de los modos B primordiales no es robusta incluso después de eliminar la emisión del polvo galáctico? ¿Y cuáles son las soluciones propuestas para resolver este problema?

Answer 1

La respuesta corta es que el polvo galáctico puede explicar completamente los hallazgos, con o sin la existencia de las Ondas Gravitacionales Primordiales, lo que equivale a "ninguna prueba".

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

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

El problema es que no sólo el polvo galáctico puede reflejar o refractar los fotones con los que interactúa, sino que además el polvo galáctico suele ser susceptible a los efectos de los campos electromagnéticos del espacio. Como resultado, las partículas de polvo pueden alinearse dentro de estos campos magnéticos, creando una ilusión inducida por el electromagnetismo de un espacio-tiempo distorsionado por la gravedad. Por lo tanto, si hay suficientes partículas de polvo en 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.

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

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

Answer 2

Me gustaría añadir a la otra respuesta correcta, que BICEP2 es un detector increíble, y el anuncio original salió habiendo sustraído la señal de polvo en la zona que estaban buscando usando los datos publicados de Planck en ese momento. Desgraciadamente, Planck presentó nuevos mapas de polvo de la esfera que mostraban mucho polvo en la ventana angular a la que era sensible BICEP. El análisis con Planck que se comenta en tu pregunta resume la publicación conjunta.

Sin embargo, la combinación de los datos de Planck, que se basa en el ajuste de curvas matemáticas a todo el cielo y tiene grandes errores, para obtener las polarizaciones, con los 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 habrá que ver qué pasa.