latex

مُلَخَّصُ

نُقَدِّم الحالَةِ الحالِيَّةِ لِتَجْرِبَةِ QUIJOTE (التَجْرِبَةِ المُشْتَرَكَةِ لِ Q-U-I فِي Tenerife) لَخَلْفِيَّة الأَشِعَّة الكَوْنِيَّة الميكرويه، وَهِيَ أَداةٌ جَدِيدَةٍ سَتَبْدَأ العَمَلِيّاتِ فِي أَوائِلِ عامَ 2009 فِي مِرْصَدٍ Teide، بِهَدَفِ تَوْصِيف اِسْتِقْطابِ خَلْفِيَّةِ الأَشِعَّة الكَوْنِيَّة الميكرويه وَالعَمَلِيّاتِ الأُخْرَى لِلإِشْعاع الكَوْنِيّ وَالخارِجِ الكَوْنِيّ فِي نِطاقِ التَرَدُّدِ 10-30 GHz وَعَلَى مَقايِيسِ زاوِيَةِ كَبِيرَةٍ. سَتَكُون QUIJOTE مكملا قِيَماً عَلَى التَرَدُّدات المُنْخَفِضَة لِمُهِمَّةِ PLANCK، وَسَتَمْتَلِك الحَسّاسِيَّةِ المَطْلُوبَةِ لِاِكْتِشافِ مُكَوِّن المُوَجَّه الثقاليه البِدائِيَّةِ إِذا كانَت نِسْبَةَ التَوَتُّرِ إِلَى القِياس أَكْبَرَ مِن \(r=0.05\).

مُقَدِّمَةِ

دِراسَةٌ تَبايُناتٌ خَلْفِيَّةِ الميكروويف الكَوْنِيَّة هِيَ أَحَدُ الأَعْمِدَةِ الرَئِيسِيَّةِ لَنَمُوذَج الاِنْفِجارِ العَظِيم. مَعَ أَحْدَثِ النَتائِجِ مِن قَمَرَ صِناعِيٌّ Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP5)، وَالمَعْلُوماتِ الَّتِي قَدَّمَتْها التَجارِبِ الأَرْضِيَّة مِثْلَ Very Small Array (VSA)، Arcminute Cosmology Bolometer Array Receiver (ACBAR) أَو Cosmic Background Imager (CBI)، أَصْبَحَ مِن المُمْكِنِ تَحْدِيدِ المُعامَلاتِ الكَوْنِيَّة بِدِقَّةٍ تَفُوق 5% (أَنْظُر مَثَلاً (Dunkley2008)).

وَمَعَ ذٰلِكَ، تَحْتَوِي خَلْفِيَّةِ الميكروويف الكَوْنِيَّة عَلَى مَعْلُوماتٍ أَكْثَرَ بِكَثِيرٍ مِشْفَره فِي إِشارَةٍ اِسْتِقْطابها. مُنْذُ الكَشْفِ الأَوَّلِ عَن الاِسْتِقْطاب بِواسِطَةِ تَجْرِبَةِ Degree Angular Scale Interferometer (DASIpol)، بَدَأَت تَجارِبِ أُخْرَى فِي قِياسُ طَيْفِ القُوَّةِ الزاوي لِلاِسْتِقْطابِ. عَلَى الرَغْمِ مِن أَنَّ هٰذِهِ القِياسات لا تَزال تَمْتَلِك إِشارَةٍ إِلَى نِسْبَةَ ضَوْضاء ضَعِيفَةٌ نِسْبِيّاً، إِلّا أَنَّها تُظْهِر تَوافُقاً مُمْتازا مَعَ تَوَقُّعاتٍ نَمُوذَجَ الكَوْنِ المعياري Lambda Cold Dark Matter.

يَتَنَبَّأ النَظَرِيَّةِ المعياريه بِأَنَّ خَلْفِيَّةِ الميكروويف الكَوْنِيَّة مستقطبه خَطِّيّا، وَالآلِيَّة الفِيزيائِيَّة المَسْؤُولَةِ عَن اِسْتِقْطابها هِيَ تَشَتَّتَ طُومْسُون خِلالَ عُصُورِ إِعادَةِ التَرْكِيبُ أَو إِعادَةِ التاين. بِشَكْلٍ عامَ، يُمْكِن تَحْلِيلِ موتر الاِسْتِقْطاب مِن حَيْثُ مُكَوِّناتِ حَقْلِ E (التَدَرُّج) وَحَقْل B (الدَوْرانِ) (ZaldaSeljak07,Kamion97). نَظَراً لِحِفْظِ التَكافُؤ، يَعْنِي هٰذا أَنَّ لَدَينا ثَلاثَةِ طَيْفِ قُوَّةٍ زاوِيَةِ لِوَصْفِ حَقْلِ الاِسْتِقْطاب: TE (الاِرْتِباطِ المُتَقاطِعِ بَيِّنَ دَرَجَةِ الحَرارَةِ وَوَضْعِ E)، وَطَيْف القُوَّةِ EE وَ BB. يَجِب أَنَّ تَكُون جَمِيعِ المَجْمُوعاتِ الأُخْرَى (TB وَ EB) صِفْرا.

إِذا كانَت تَقَلُّباتِ شِدَّةٍ خَلْفِيَّةِ الميكروويف الكَوْنِيَّة ناتِجَةٍ عَن تَقَلُّباتِ قِياسِيَّةٍ (أَيّ تَقَلُّباتِ فِي الكَثافَةِ وَحْدَها)، فَسَيَتَوَقَّع المَرْء وُجُودِ أَوْضاعِ E أَوَّلِيَّةً فَقَط فِي اِسْتِقْطابِ خَلْفِيَّةِ الميكروويف الكَوْنِيَّة. وَمَعَ ذٰلِكَ، فَإِنَّ التَقَلُّبات القِياسِيَّةِ والتنسوريه، مِثْلَ تِلْكَ الناتِجَةِ عَن المَوْجات الثقاليه فِي الكَوْنِ الأُولَى (مَثَلاً (Polnarev85)), هِيَ أَلَياتِ يُمْكِن أَنَّ تُولَد أَوْضاعِ B أَوَّلِيَّةً فِي الاِسْتِقْطاب عَلَى مَقايِيسِ زاوِيَةِ كَبِيرَةٍ. لِذٰلِكَ، إِذا اِسْتَطَعْنا قِياسُ هٰذِهِ الأَوْضاعِ، فَقَد نَمْتَلِك طَرِيقَةِ فَرِيدَةٍ لِإِجْراءِ دِراسَةٌ مُفَصَّلَةٌ لَعَصْر التَضَخُّمِ. عَلَى وَجْهِ الخُصُوصِ، يُمْكِن التَعْبِيرِ عَن مِقْياسِ الطاقَةِ \(V\) الَّذِي حَدَثَ فِيهِ التَضَخُّمِ مِن حَيْثُ \(r\)، نِسْبَةَ مُساهَماتِ التنسور إِلَى القِياسِيَّةِ فِي طَيْفِ القُوَّةِ، كَما يَلِي (Partridge) \[r = 0.001 \Bigg( \frac{V}{ 10^{16}~{\rm GeV}} \Bigg)^4\] الحَدِّ الأَعْلَى الحالِيَّ لِ \(r \lesssim 0.3\) مِن بَياناتٍ Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (Komatsu08) يُتَرْجِم إِلَى \(V \lesssim 4 \times 10^{16}\) GeV.

بِسَبَبِ أَهَمِّيَّةً اِكْتِشافِ المَوْجات الثقاليه الأَوَّلِيَّةِ (TaskForce,ESAESO)، هُناكَ اِهْتِمامَ كَبِيرٍ بِتَطْوِيرِ التَجارِبِ الأَرْضِيَّة لَقِياس (أَو تَقْيِيدِ) سَعَة طَيْفِ قُوَّةٍ أَوْضاعِ B لِاِسْتِقْطابِ خَلْفِيَّةِ الميكروويف الكَوْنِيَّة. هُنا نُقَدِّم واحِدَةٍ مِن هٰذِهِ الجُهُودِ.

تَجْرِبَةِ خَلْفِيَّةِ الميكروويف الكَوْنِيَّة QUIJOTE (Q-U-I JOint TEnerife) هِيَ تَعاوُنٍ عِلْمِيٌّ بَيِّنَ مَعْهَدِ الفَلَك فِي جُزُرِ الكَنارِيِّ، مَعْهَدِ فِيزياء كانتابريا، شَرِكَةِ IDOM، وَجامِعاتِ كانتابريا، مانْشِسْتَر وكامبريدج، بِهَدَفِ تَوْصِيف اِسْتِقْطابِ خَلْفِيَّةِ الميكروويف الكَوْنِيَّة، وَالعَمَلِيّاتِ الفِيزيائِيَّة المَجَرِيَّة وَخارِجَ المَجَرِيَّة فِي نِطاقِ التَرَدُّدِ 10-30 GHz وَعَلَى مَقايِيسِ زاوِيَةِ أَكْبَرَ مِن دَرَجَةِ واحِدَةٍ. يُمْكِن العُثُورِ عَلَى مَعْلُوماتٍ مُحْدَثه عَن المَشْرُوعِ فِي الصَفْحَةِ الإِلِكْترُونِيَّةِ التالِيَةِ: http://www.iac.es/project/cmb/quijote.

أَهْدافٍ عِلْمِيَّةٍ

تَجْرِبَةِ QUIJOTE-CMB لَها هَدَفانِ عِلْمِيّانِ رَئِيسِيّانِ:

• الكَشْفِ عَن بَصْمَة أَوْضاعِ الجاذِبِيَّة B إِذا كانَت لَها سَعَة \(r \ge 0.05\)؛

• تَوْفِيرِ مَعْلُوماتٍ أَساسِيَّةٍ عَن اِسْتِقْطابِ الإِشْعاع السنكروتروني وَ الاِنْبِعاثات الميكروويفيه الشاذَّة مِن مجرتنا عِنْدَ التَرَدُّدات المُنْخَفِضَة (10-20 GHz).

لِتَحْقِيقِ هٰذِهِ الأَهْدافِ العِلْمِيَّةِ، نَحْتاج إِلَى تَغْطِيَةِ مِساحَةِ سَماوِيَّةً كُلِّيَّةِ تُقَدَّر بِحِوالِي 3,000 إِلَى 10,000 دَرَجَةِ مُرَبَّعَةٍ، وَلِلوُصُول إِلَى حَسّاسِيّاتٍ تُقَدَّر ب \(\sim 3-4\) \(\mu\)K لِكُلِّ شُعاعُ دَرَجَةِ واحِدَةٍ بُعْدَ عامَ واحِدٍ مِن التَشْغِيلِ بِالأَداة ذاتِ التَرَدُّدِ المُنْخَفَض (11-19 GHz)، وَ \(\lesssim 1\) \(\mu\)K لِكُلِّ شُعاعُ بِالأَداة الثانِيَةِ عِنْدَ 30 GHz. عَلَى الرَغْمِ مِن أَنَّ الإِسْتراتِيجِيَّةِ النِهائِيَّةِ لِلمُراقَبَةِ لا تَزال قَيْدِ النِقاشُ، يَتِمّ تَقْدِيمِ حَلٍّ مُمْكِنٍ فِي الشَكْلِ المَرْجِعِيِّ fig:goal، حَيْثُ نَعْرِض الهَدَفَ العِلْمِيِّ لَطِيف القُدْرَةِ الزاوي لِأَوْضاعِ E وَ B بُعْدَ 3 سَنَواتٍ مِن التَشْغِيلِ، بِفَرْضِ تَغْطِيَةِ سَماوِيَّةً تُقَدَّر ب 5,000 دَرَجَةِ مُرَبَّعَةٍ. فِي هٰذِهِ الحالَةِ بِالذاتِ، تُقَدَّر القِيمَةِ النِهائِيَّةِ لِلضَوْضاء لَخَرِيطَة 30 GHz ب \(\sim 0.5\) \(\mu\)K/شُعاعُ. وِفْقاً لِتِلْكَ الحَسّاسِيّات الاِسْمِيَّةُ، سَتُوَفِّر QUIJOTE واحِدَةٍ مِن أَكْثَرَ القِياسات حَسّاسِيَّةٍ لِاِسْتِقْطابِ الإِشْعاع السنكروتروني وَالاِنْبِعاثات الشاذَّة عِنْدَ 11-19 GHz عَلَى مَقايِيسِ زاوِيَةِ دَرَجَةِ. هٰذِهِ المَعْلُوماتِ مُهِمَّةً لِلغايَةِ نَظَراً لِأَنَّهُ مِن المَعْرُوفُ أَنَّ أَوْضاعِ B هِيَ الأَقَلِّ سِيادَةِ فِي السَعَة مُقارَنَةً بِالاِنْبِعاث المَجَرِيُّ (أَنْظُر عَلَى سَبِيلِ المِثالِ (Tucci)). يَتِمّ تَوْضِيحِ ذٰلِكَ فِي اللَوْحَةُ اليُسْرَى مِن الشَكْلِ المَرْجِعِيِّ fig:foregrounds، حَيْثُ نُقَدِّم سَعَة الإِسْهامِ المُتَوَقَّعِ لِلإِشْعاع السنكروتروني وَمَصادِر الرادِيُو عِنْدَ 30 GHz، وِفْقاً لِلنَماذِج المَوْصُوفَة فِي (Tucci). سَتُكْمَل خَرائِطِ QUIJOTE ذاتِ التَرَدُّدِ المُنْخَفَض القِياسات الَّتِي يُوَفِّرها قَمَرَ صِناعِيٌّ Planck، مُساعَدَةِ فِي تَوْصِيف الاِنْبِعاث المَجَرِيُّ. عَلَى وَجْهِ الخُصُوصِ، سَتُوَفِّر QUIJOTE مُساهَمَةً رَئِيسِيَّةٍ فِي تَقْيِيمِ مُسْتَوَى مُساهَمَةً مُحْتَمَلَةٍ لِلاِنْبِعاث الميكروويفي المستقطب الشاذِّ (Watson,Battistelli).

بِاِسْتِخْدامِ الخَرائِطَ ذاتِ التَرَدُّدِ المُنْخَفَض، نُخَطِّط لِتَصْحِيحِ قَناةِ QUIJOTE ذاتِ التَرَدُّدِ العالِي (30 GHz) لِلبَحْثِ عَن أَوْضاعِ B البِدائِيَّةِ. لِتَوْضِيحِ ذٰلِكَ، يُظْهِر الشَكْلِ المَرْجِعِيِّ fig:foregrounds الإِسْهامِ المُتَبَقِّي لِلإِشْعاع السنكروتروني بُعْدَ تَصْحِيحِ بِكَسَل ببكسل لِلخَرِيطَة ذاتِ التَرَدُّدِ العالِي بِفَرْضِ سُلُوكِ قانُونِ القُدْرَةِ النَقِيَّةِ لِقانُونِ اِنْبِعاث السنكروترون. يَتِمّ مُناقَشَةِ مَسْأَلَةِ مَصادِرُ الرادِيُو أَدَنّاهُ، فِي سِياقِ مُنْشَأَةٍ طَرْحِ المَصْدَرُ.

تَفاصِيلَ التَجْرِبَةِ

الأَساسِ المَرْجِعِيِّ لِلمَشْرُوعِ

سَيَقُوم مَشْرُوعِ QUIJOTE-CMB بِالمُراقَبَة عَلَى خَمْسِ تَرَدُّداتٍ، وَهِيَ 11، 13، 17، 19 وَ 30 GHz، بِدِقَّةٍ زاوِيَةِ تَقارُبٍ الدَرَجَةِ الواحِدَةِ. سَيَتِمّ تَشْغِيلُهُ مِن مِرْصَدٍ تيدي ( 2400 م) فِي تينيريفي (إِسْبانِيّا)، وَالَّذِي أَثْبَت أَنَّهُ مَكانٍ مُمْتازٌ لِمُراقَبَةِ الخَلْفِيَّةِ الكَوْنِيَّة الميكرويه (نَفْسِ المَوْقِعِ كَما فِي تينيريفي، COSMOSOMAS، VSA وَتَجارِب تَداخُلٌ قِياسُ JBO-IAC).

يَتَكَوَّن المَشْرُوعِ مِن مَرْحَلَتَيْنِ. المَرْحَلَةِ الأُولَى، وَالَّتِي تَمَّ تَمْوِيلِها بِالكامِلِ، تَتَضَمَّن بِناءَ تِلِسْكُوب أَوَّلِ وَجِهازَيْنِ يُمْكِن تَبْدِيلهما فِي المُسْتَوَى البُؤْرِيّ. سَيَكُون الجِهازِ الأَوَّلِ عِبارَةٌ عَن جِهازِ مُتَعَدِّدِ القَنَواتِ يُوَفِّر تَغْطِيَةِ التَرَدُّدِ بَيِّنَ 11 وَ 19 GHz، بِالإِضافَةِ إِلَى بِكَسَل واحِدٍ عِنْدَ 30 GHz، وَمِن المُتَوَقَّعِ أَنَّ يَبْدَأ المُراقَبَةِ فِي بِدايَةِ عامَ 2009. سَيَتَكَوَّن الجِهازِ الثانِي مِن 19 مِقْياسِ اِسْتِقْطابِ يَعْمَل عِنْدَ 30 GHz، وَمِن المُتَوَقَّعِ أَنَّ يَبْدَأ التَشْغِيلِ فِي نِهايَةِ عامَ 2009. تُلَخِّص الجَدْوَلُ [tab:basic] الخَصائِص الأَساسِيَّةِ لِهٰذَيْنِ الجِهازَيْنِ¹. يَتِمّ حِسابِ حَسّاسِيَّةٍ دَرَجَةِ الحَرارَةِ لِكُلِّ شُعاعُ كَما يَلِي \[\Delta Q = \Delta U = \sqrt{2} \frac{ T_{\rm sys} }{ \sqrt{\Delta \nu \; t \; N_{chan}} },\] حَيْثُ \(N_{\rm chan}\) هُوَ عَدَدٍ القَنَواتِ، \(\Delta \nu\) هُوَ النِطاقِ التَرَدُّدِيِّ وَ \(T_{\rm sys}\) هُوَ دَرَجَةِ حَرارَةُ النِظامِ (أَيّ بِما فِي ذٰلِكَ السَماءِ). المَرْحَلَةِ الأُولَى تَشْمَل أَيْضاً مِرْفَقٍ مَطْرَح المَصادِرُ لِمُراقَبَةِ وَتَصْحِيحِ مُساهَمَةً المَصادِرُ الرادْيَوِيَّة المستقطبه فِي الخَرائِطَ النِهائِيَّةِ. الجَدْوَلُ الزَمَنِيِّ العامِّ لِلمَشْرُوعِ هُوَ تَحْقِيقِ الهَدَفَ العِلْمِيِّ الرَئِيسِيُّ (\(r=0.1\)) بِحُلُولِ نِهايَةِ عامَ 2011، وَ\(r=0.05\) بِحُلُولِ عامَ 2015.

أَخِيراً، المَرْحَلَةِ الثانِيَةِ (الَّتِي لَم يَتِمّ تَمْوِيلِها بُعْدَ) تَتَضَمَّن بِناءَ تِلِسْكُوب ثانٍ مطابق لِلأَوَّل، وَجِهازِ ثالِثٍ مَعَ 30 مِقْياسِ اِسْتِقْطابِ عِنْدَ 40 GHz.

التِلِسْكُوب وَالغِلاف

يَسْتَخْدِم تِلِسْكُوب QUIJOTE-CMB تَصْمِيماً مُتَقاطِعا مِن نَوْعٍ Dragonian، حَيْثُ يَمْتَلِك المِرْآَةُ الأَوَّلِيَّةِ فَتْحَةِ مُتَوَقَّعَةٍ بِقُطْرِ 3 m، وَالثانَوِيَّةِ بِقُطْرِ 2.6 m. تَمَّ تَصْمِيمِ النِظامِ لِيَكُون غَيْرِ مَضاء بِالكامِلِ لِتَقْلِيلِ الأَضْواءِ الجانِبِيَّةِ وَتَسَرُّبِ الإِشاراتِ مِن الأَرْضِ. بِالإِضافَةِ إِلَى ذٰلِكَ، يُقَلِّل الشاش الامتصاصي الأُسْطُوانِيّ المُحِيطِ بِالبَصَرِيّات مِن إِشارَةٍ التَسَرُّبِ.

تَمَّ تَصْمِيمِ كُلّاً المَرْأَتَيْنِ لِلعَمَلِ حَتَّى تَرَدَّدَ 90 GHz أَيّ بِمُعَدَّلِ خَطَأ أَقْصَى لا يَتَجاوَز 20 \(\mu\)m وَاِنْحِراف أَقْصَى \(d=100\) \(\mu\)m.

يَتِمّ تَرْكِيبِ النِظامِ بِأَكْمَلِهِ عَلَى مِنَصَّةِ يُمْكِن أَنَّ تَدُور حَوْلَ المِحْوَرُ العَمُودِيّ بِتَرَدُّد 0.25 Hz. تَمَّ تَصْمِيمِ الهَيْكَل الداعِمِ بِاِسْتِخْدامِ مَفْهُومِ الالتو-ازيموثال الَّذِي يُمْكِن التِلِسْكُوب مِن الإِشارَةُ إِلَى أَيّ مَوْقِعِ فِي السَماءِ بِاِرْتِفاعٍ فَوْقَ الأُفُقِ أَعْلَى مِن \(30^\circ\).

الآلَةِ الأُولَى

هٰذِهِ آلَةِ مُتَعَدِّدَةِ القَنَواتِ تَحْتَوِي عَلَى خَمْسَةِ أَجْهِزَةِ قِياسُ الاِسْتِقْطاب المُنْفَصِلَة (تُوَفِّر 5 بِكَسِلات سَماوِيَّةً مُسْتَقِلَّةٍ): اِثْنانِ تَعْمَلانِ عِنْدَ 10-14 GHz، وَاِثْنانِ تَعْمَلانِ عِنْدَ 16-20 GHz، وَجِهازِ قِياسُ اِسْتِقْطابِ مَرْكَزِيٍّ عِنْدَ 30 GHz. الدافِعُ العِلْمِيِّ لِهٰذِهِ الآلَةِ الأُولَى هُوَ تَوْصِيف الاِنْبِعاث الكَوْكَبِيّ. يَشْتَمِل التَرْتِيبِ البَصْرِيّ عَلَى 5 قُرُونٍ تَغْذِيَةِ مَخْرُوطَيْهِ مُمَوَّجه (صَمَمْتَ بِواسِطَةِ جامِعَةِ مانْشِسْتَر) تَنْظُر إِلَى نِظامِ عاكَسَ مُزْدَوِج مُتَقاطِع الأَنْماط، وَالَّذِي يُوَفِّر خَصائِصِ اِسْتِقْطابِ مُتَقاطِع مِثالِيَّةٍ (مُصَمِّمَةً لِتَكُون \(\le -35\) dB) وَحَزْمٍ مُتَماثِله. يُغَذِّي كُلِّ قَرْنٍ مَشْغَل اِسْتِقْطابِ دُوارٌ مِحْوَرِيٌّ مُبَرَّد جَدِيدٍ يُمْكِن أَنَّ يَدُور بِسُرْعات تَصِل إِلَى 40 Hz (أَنْظُر الشَكْلِ [fig:first]). هٰذِهِ السُرْعَةِ الدَوَرانِيَّة كافِيَةٍ لَتَبْدِيل الضَوْضاء 1/f فِي مُكَبِّراتِ الصَوْتِ ذاتِ التَرَدُّدِ المُنْخَفَض (نَظَراً لِأَنَّ التَعْدِيلِ الاستقطابي يَحْدُث أَرْبَع مَرّاتٍ بِمُعَدَّلِ الدَوْرانِ، أَيّ 160 Hz). يَحْتَوِي وَحْدَةِ الطَرَفِ الأَمامِيّ لِ 30 GHz عَلَى تَبْدِيلَ طَوْرِ إِضافِيٍّ لِتَوْفِيرِ الاِسْتِقْرارِ. يَتِمّ فَصْلِ الإِشاراتِ الاستقطابيه الخَطِيَّة المُتَعامِدَة مِن خِلالَ مُحَوِّلِ الوَضْعِ الأُرْثُوذُكْسِيّ المُبَرَّد عَرِيض النِطاقِ قِبَلَ أَنَّ يَتِمّ تَضْخِيمها مِن خِلالَ مُكَبِّرَيْنِ مُماثِلَيْنِ (وَحْدَةِ مِن نَوْعٍ فاراداي فِي حالَةِ 30 GHz). يَتِمّ تَغْذِيَةِ هاتَيْنِ الإِشارَتَيْنِ المُتَعامِدَتَيْنِ فِي وَحْدَةِ الطَرَفِ الخَلْفِيِّ الَّتِي تَعْمَل فِي دَرَجَةِ حَرارَةُ الغُرْفَةِ حَيْثُ يَتِمّ تَضْخِيمهما وَتَصْفِيَتهما طَيْفِيّا قِبَلَ أَنَّ يَتِمّ اِكْتِشافهما بِواسِطَةِ مُكْتَشِفات القانُونِ المُرَبَّعِ. جَمِيعِ أَجْهِزَةِ قِياسُ الاِسْتِقْطاب بِاِسْتِثْناءِ مُسْتَقْبَلِ 30 GHz لَدَيها اِكْتِشافِ مُتَزامِن لِ “Q” وَ “U” أَيّ يَتِمّ أَيْضاً تَرابَطَ الإِشاراتِ الاستقطابيه الخَطِيَّة المُتَعامِدَة الاِثْنَيْنِ مِن خِلالَ مهجن 180 دَرَجَةِ وَيَمُرّانِ مِن خِلالَ مُكْتَشِفَيْنِ إِضافِيَّيْنِ. تَمَّ تَقْسِيمِ مَمَرّات النِطاقِ لِهٰذِهِ أَجْهِزَةِ قِياسُ الاِسْتِقْطاب ذاتِ التَرَدُّدِ المُنْخَفَض أَيْضاً إِلَى نِطاقِ عَلَوِيّ وَسُفْلِيّ مِمّا يُعْطِي مَجْمُوعُ 8 قَنَواتٍ لِكُلِّ جِهازِ قِياسُ اِسْتِقْطابِ (أَنْظُر الجَدْوَلُ [tab:basic]).

يَتِمّ بِناءَ وَحْدَةِ الطَرَفِ الأَمامِيّ لِلقَنَوات ذاتِ التَرَدُّدِ المُنْخَفَض بِواسِطَةِ المَعْهَدِ الفَلَكِيِّ الكَنارِيِّ. تُسْتَخْدَم المُسْتَقْبِلاتِ لِهٰذِهِ القَنَواتِ مُكَبِّراتِ الصَوْتِ 6-20 GHz (صَمَمها S. Weinreb وَبَنَيْتَ فِي Caltech). يَبْلُغ الرِبْحِ لِهٰذِهِ المُكَبِّرات حِوالِي 30 dB، وَدَرَجَة حَرارَةُ الضَوْضاء أَقَلَّ مِن 9 K عَبْرَ النِطاقِ. يَتِمّ بِناءَ وَحْدَةِ الطَرَفِ الأَمامِيّ لِ 30 GHz فِي جامِعَةِ مانْشِسْتَر، وَيَسْتَخْدِم التَصْمِيمِ وَحْدَةِ فاراداي الحالِيَّةِ (نَفْسِ الوَحْدَةِ المُسْتَخْدَمَةِ لِ OCRA-F). يَتِمّ بِناءَ وَحْدَةِ الطَرَفِ الخَلْفِيِّ لِأَله 30 GHz بِواسِطَةِ DICOM، بِالتَعاوُنِ مَعَ IFCA عَلَى مُسْتَوَى المُحاكاة. يَتِمّ تَوْفِيرِ التَبْرِيدِ وَالأَنْظِمَةَ المِيكانِيكِيَّةِ بِواسِطَةِ CMS (جِيَف جُولِيان)، IDOM وَالمَعْهَد الفَلَكِيِّ الكَنارِيِّ.

الجِهازِ الثانِي

سَيُخَصَّص هٰذا الجِهازِ لِعِلْمٍ الأَوْضاعِ الأَوَّلِيَّةِ B. سَيَتَكَوَّن مِن 19 مِقْياسِ اِسْتِقْطابِ يَعْمَل عِنْدَ 30 GHz. التَصْمِيمِ المفاهيمي هُوَ نُسْخَةً مُعادٍ تَحْجِيمها مِن الجِهازِ الأَوَّلِ.

مِرْفَقٍ مَطْرَح المَصْدَرُ

نُسْخَةً مُحْدَثه مِن مِرْفَقٍ مَطْرَح المَصْدَرُ VSA (VSA-SS) (VSA1)، وَالَّتِي يَتِمّ تَنْفِيذِها بِواسِطَةِ مُخْتَبَرٍ كافنديش وَجامِعَةُ مانْشِسْتَر، سَتُسْتَخْدَم لِمُراقَبَةِ مُساهَمَةً المَصادِرُ الرادْيَوِيَّة فِي خَرائِطِ QUIJOTE. يَعْمَل VSA-SS كَمِقْياس تَداخُلٌ ثُنائِيٍّ العَناصِرِ، يَعْمَل عِنْدَ 30 GHz، مَعَ أَطْباق بِقُطْرِ 3.7 m وَفاصِل بَيِّنَهُما 9 m. لَقَد قَدْرَ أَنَّهُ فِي 30 GHz يَكْفِي تَصْحِيحِ إِشْعاع جَمِيعِ المَصادِرُ ذاتِ التَدَفُّقات فِي الكَثافَةِ الكُلِّيَّةِ أَعْلَى مِن 300 mJy لِجَعْلِ مُساهَمَةً المَصْدَرُ المُتَبَقِّيَةُ مُساوِيَةً أَو أَقَلَّ مِن إِشارَةٍ الوَضْعِ B المُتَوَقَّعَةِ لِحالَةِ \(r=0.1\). فِي هٰذِهِ الحالَةِ، يَبْلُغ العَدَدَ الإِجْمالِيِّ لِلمَصادِرِ الَّتِي يَجِب مُراقَبَتها فِي المِنْطَقَةِ المسحوبه بِالكامِلِ مِن QUIJOTE حِوالِي 500. يُتَوَقَّع أَنَّ تَكُون حَسّاسِيَّةٍ التَدَفُّقِ لِكُلِّ مَصْدَرٌ حِوالِي 2-3 mJy.

الاِسْتِنْتاجاتِ

سَيُوَفِّر QUIJOTE-CMB مَعْلُوماتٍ فَرِيدَةٍ عَن الاِنْبِعاث الاستقطابي (التَرْكِيبُ الإِشْعاعِيّ وَالشاذّ) مِن مجرتنا عِنْدَ التَرَدُّدات المُنْخَفِضَة. سَتَكُون هٰذِهِ المَعْلُوماتِ ذاتِ قِيمَةَ لِتَجارِبِ وَضْعِ B المُسْتَقْبَلِيَّةِ. عَلَى وَجْهِ الخُصُوصِ، سَيُكْمَل QUIJOTE المَعْلُوماتِ المُحَصِّلَةُ مِن Planck عِنْدَ التَرَدُّدات المُنْخَفِضَة. بِاِسْتِخْدامِ المَعْلُوماتِ مِن التَرَدُّدات المُنْخَفِضَة، سَيَكُون بِمَقْدُور QUIJOTE اِكْتِشافِ إِشارَةٍ وَضْعِ B الناتِجَةِ عَن مَوْجاتِ الجاذِبِيَّة البِدائِيَّةِ فِي خَرِيطَةِ 30 GHz إِذا كانَ \(r \ge 0.05\).