Capturando la deriva del sistema con calibración de series temporales para experimentos cosmológicos globales de 21 cm

Resumen Para lograr la sensibilidad necesaria para detectar señales de hidrógeno neutro del Amanecer Cósmico y la Época de Reionización, es fundamental contar con un instrumento bien calibrado que tenga una calibración estable a lo largo de la observación. Los métodos de calibración bayesiana anteriores no utilizan explícitamente la información temporal disponible y hacen suposiciones sobre la adaptación de impedancias de las fuentes de referencia. Aquí presentamos un nuevo método de calibración basado en parámetros de onda de ruido que ajusta una solución de calibración a lo largo del tiempo y la frecuencia a los datos, interpolando las soluciones a los momentos en los que se mide la antena. Para probar este método, simulamos un conjunto de datos utilizando mediciones del receptor REACH, modelando un amplificador de bajo ruido que se deriva con el tiempo. Ajustar una superficie polinómica en frecuencia y tiempo a los datos simulados demuestra que podemos eliminar la deriva en la solución calibrada a lo largo del tiempo, pero deja un residual cromático. Además, mostramos que podemos eliminar suposiciones sobre los coeficientes de reflexión de la fuente de ruido de referencia y la carga fría, reduciendo degeneraciones en los ajustes de parámetros. Aplicar esta nueva ecuación de calibración y método de ajuste de superficie a los datos simulados elimina el residual cromático en el espectro calibrado y recupera los parámetros dentro del 0.06% de la verdad y una reducción del 97% en el RMSE del espectro de la fuente de validación en comparación con métodos de calibración anteriores. Para dos parámetros, reportamos errores de ajuste hasta seis veces más pequeños después de eliminar las degeneraciones de la calibración basada en el tiempo.