Desarrollo de tecnologías y metodologías para mejorar la observación de la línea de 21 cm del hidrógeno neutro

Abstract

Esta tesis se enfoc´o en el desarrollo de herramientas, metodolog´ıas y optimizaci´on de antenas para la detecci´on de la se˜nal global de 21 cm, un aspecto esencial para comprender la evoluci´on temprana del universo. Durante el estudio, se llevaron a cabo caracterizaciones de potenciales sitios en Colombia para observar la l´ınea de 21 cm, identificando siete ubicaciones adecuadas. Estos hallazgos representan un paso muy ´util en la b´usqueda de entornos ´optimos para la detecci´on de esta se˜nal. Mediante el m´etodo Particle Swarm Optimization, se lograron mejoras significativas en la optimizaci´on de antenas, alcanzando un ancho de banda ´optimo entre 40 y 120 MHz, con un valor S11 < −8 dB en toda la banda y una cromaticidad de la antena por debajo del 1%. Adem´as, se realizaron simulaciones del cielo promedio para identificar momentos y ubicaciones estrat´egicas para realizar las observaciones de la l´ınea de 21 cm. Estos resultados resaltan la importancia de seguir explorando t´ecnicas de optimizaci´on de antenas y continuar los esfuerzos en determinar sitios adecuados de observaci´on para la detecci´on de la se˜nal global de 21 cm. El enfoque en el desarrollo de instrumentos m´as precisos y eficientes para esta detecci´on contribuir´a al avance del entendimiento de los propios instrumentos y reducir´a sus incertidumbres asociadas