Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2564| MUSCAT - development of a large-format continuum camera to constrain stellar evolution in the local and early Universe at millimetre wavelengths | |
| Marcial Becerril | |
| DAVID HANDEL HUGHES Abraham Luna | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| large-format camera kinetic inductance detectors millimetric astronomy commissioning focal plane characterization photon-noise-limit detectors | |
| MUSCAT (Mexico-UK Submilimetre Camera for Astronomy) es una nueva cámara de continuo de gran formato para el Gran Telescopio Milimétrico (GTM) en la banda de 1.1 mm. Su plano focal alberga 1458 detectores de inductancia cinética (KID por sus siglas en inglés) limitados por ruido fotónico no sensibles a polarización operando de forma continua a 120 mK, divididos en seis arreglos para su lectura. Aprovechando la antena de 50 m de diámetro del GTM, el instrumento es capaz de alcanzar una resolución angular de hasta 5", con una sensibilidad tal que le permita mapear extensas regiones del cielo profundo mucho más rápido que otros instrumentos en la misma banda, como AzTEC, su antecesor en el GTM. Explotando esta propiedad, MUSCAT mapeará hasta dos terceras partes de los campos de Herschel-ATLAS con una profundidad complementaria a la obtenida por Herschel, pero con una mayor resolución angular para identificar una fracción importante de fuentes individuales que restrinjan los modelos de formación de estructuras en el Universo a lo largo de todas las épocas cósmicas. Asimismo, estudiando objetos galácticos y en la vecindad, como remanentes de supernovas, MUSCAT busca explorar los escenarios locales de formación de polvo que permitan esclarecer los mecanismos de su formación en el Universo temprano. El instrumento opera a través del trabajo sinergíco de cuatro subsistemas: detección, óptica fría, criogenia y lectura. La óptica fría a través de un conjunto de filtros de malla metálica y cornetas alimentadoras definen el ancho de banda de operación de la cámara, 50 GHz centrado en 275 GHz (1.1 mm). A través de un conjunto de espejos conduce la radiación hacia el plano focal, donde se localizan los detectores KID, resonadores superconductivos LC, cuya inductancia depende de la radiación absorbida. Este cambio de inductancia produce un cambio en la frecuencia de resonancia del detector, que es registrada y cuantificada por el subsistema de lectura. Por su parte, el subsistema criogénico provee las condiciones de temperatura para la operación de los detectores. En esta tesis presentamos el desarrollo final de MUSCAT en el laboratorio, su caracterización y evaluación final para su posterior instalación en el GTM, así como los resultados de las primeras campañas de ingeniería, y observaciones de commissioning llevadas a cabo durante las temporadas de observación 2022 y 2023. MUSCAT (Mexico-UK Submillimetre Camera for Astronomy) is a new large-format continuum camera for the Large Millimeter Telescope (LMT) in the 1.1 mm band. Its focal plane houses 1,458 polarization-insensitive photon-noise-limited kinetic inductance detectors (KIDs) operating continuously at 120 mK, divided into six arrays for readout. Taking advantage of the LMT’s 50 m diameter antenna, the instrument is capable of achieving an angular resolution of 5", with a sensitivity such that it can map extensive regions of the deep sky much faster than other instruments in the same band, such as AzTEC, its predecessor in the LMT. Exploiting this property, MUSCAT will map up to two-thirds of the Herschel-ATLAS fields with a depth complementary to that obtained by Herschel but with a greater angular resolution to identify a significant fraction of individual sources to build catalogues that constrain the models of structure formation in the Universe throughout all cosmic epochs. Likewise, studying galactic objects and those in the vicinity, such as supernova remnants, MUSCAT seeks to explore local scenarios of dust formation to clarify the mechanisms of its formation in the early Universe. The instrument operates through the synergistic work of four subsystems: detection, cold optics, cryogenics and readout. Cold optics through a set of metal-mesh filters and feed horns define the operating bandwidth of the camera, 50 GHz centred at 275 GHz (1.1 mm). A set of mirrors reflects the radiation towards the plane focal point, where the KID detectors are located, LC superconducting resonators, whose inductance depends on the absorbed radiation. This change in inductance produces a change in the resonance frequency of the detector, which is recorded and quantified by the readout subsystem. Besides, the cryogenic subsystem provides the temperature conditions for the detectors to operate. In this thesis, we present the final development of MUSCAT in the laboratory, its characterization and final evaluation for its subsequent installation in the LMT, as well as the results of the first engineering campaigns and commissioning observations carried out during the 2022 and 2023 observation seasons. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2024-06 | |
| Tesis de doctorado | |
| Inglés | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Becerril Tapia, M., (2024), MUSCAT - development of a large-format continuum camera to constrain stellar evolution in the local and early Universe at millimetre wavelengths, Tesis de Doctorado, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. | |
| OTRAS ESPECIALIDADES ASTRONÓMICAS | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Astrofísica |
Cargar archivos:
| Fichero | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|
| BECERRILTM_DA.pdf | 19.71 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |