Study and implementation of modifications to the pure B-mode pseudo-spectrum of the power spectrum estimator for the wide sky patch analysis of the polarbear-1 experiment

Abstract

Esta tesis describe el trabajo que yo he realizado para contribuir al desarrollo de la tubería de análisis de datos para procesar las observaciones del experimento Polarbear. El proyecto observó el Fondo Cósmico de Microondas (CMB por sus siglas en inglés) durante tres años usando detectores sensitivos a polarización y una placa de media onda continuamente giratoria para modular la polarización del CMB. El experimento Polarbear está emplazado en el Telescopio Huan Tran (HTT por sus siglas en inglés) a 5190 metros de altitud en una ladera del Cerro Toco en el desierto de Atacama del norte de Chile. El propósito de este experimento es medir las ondas gravitacionales primordiales que han sido propuestas de haber sido creadas durante la expansión exponencial del universo temprano. Esta huella es una predicción única de un proceso denominado Inflación Cósmica, donde la amplitud total de esta señal r es un parámetro que requiere ser constreñido. La detección de esta señal de onda gravitacional representa un esfuerzo experimental desafiante. Este manuscrito describe la tubería de análisis usada para transformar la secuencia de datos sin procesar a un espectro de potencia de polarización del CMB, con énfasis en la estimación del espectro de potencia. Doy una detallada descripción de mi contribución principal a esta tubería donde las modificaciones al pseudo-espectro del modo puro B son implementadas. El resultado principal de esta tesis es una resiliencia mejorada bajo variaciones del auto espectro de modo B de entrada para la estimación del contenedor de espectro multipolar más bajo. Cuantitativamente, 80% de las pruebas en el régimen perturbativo presentado en este trabajo tuvieron una diferencia significativa de entre 3 sigma y 4 sigma comparando el uso de las modificaciones implementadas en el estimador de espectro de potencia con el caso en que se prescinde de ellas. Estas modificaciones contribuyeron a la validación del espectro de potencia y a la detección de un moderado exceso de potencia por sobre las predicciones obtenidas del modelo Lambda CDM con lente gravitacional en los dos contenedores de espectro multipolar más bajos de la campaña de observaciones de Polarbear. Por completitud, también describo brevemente el trabajo realizado por otros miembros de la colaboración Polarbear pero explícitamente menciono mis contribuciones a lo largo de este trabajo.