The BINGO project: Cosmological constraints from simulated HI intensity maps

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Motta, Pablo Cesar Benevides de Carvalho Rossas
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
HI.
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-02092021-133803/
Resumo: One of the main cosmological challenges today is to explain dark energy. A recent project which aims to understand dark energy properties is BINGO (Baryon Acoustic Oscillations from Integrated Neutral Gas Observation). BINGO is an IM instrument designed to measure BAO in the radio band, in the frequency range of 980MHz - 1260MHz ( 0.13 < z < 0.45 ), through the measurement of the 21cm line of emission. The optical configuration consists of two static dishes of ~40m of diameter and 28 feed horns disposed in a configuration called Double-Rectangular arrangement. In this work, we use the nested sampling Monte Carlo method to study cosmological constraints in BINGO. Since BINGO has not released any real data yet, we use some recently published HIR4 mocks of the HI Intensity Mapping signal. The technique requires the use of objects such as the mixing matrix, which mainly contains information on the BINGO observation area, and the covariance matrix, that relates to the statistical uncertainties. We provide a large discussion on these topics, as well as on the angular power spectrum formalism. The covariance matrix is computed through FLASK lognormal simulations, and we compare it to a theoretical model. We do not take into account any noise or foreground removal. We placed constraints separately on three redshift bins (from a total of 30) over the BINGO range, and we combined them through a Planck likelihood. We have successfully recovered the fiducial parameters, so our results seem to validate the HIR4 mocks. The next step will be to extend this analysis to the 30 BINGO bins all together. This task involves a high computational cost, so a large computer cluster is required.
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spelling The BINGO project: Cosmological constraints from simulated HI intensity mapsProjeto BINGO: Vínculos cosmológicos a partir de simulações de mapas de intensidade de HI21cm21cmamostragem aninhadaangular power spectraBINGOBINGOCosmologiacosmological constraintsCosmologyespectro de potência angularestimação de parâmetrosHI.HI.Monte CarloMonte Carlonested samplingparameter estimationvínculos cosmologicosOne of the main cosmological challenges today is to explain dark energy. A recent project which aims to understand dark energy properties is BINGO (Baryon Acoustic Oscillations from Integrated Neutral Gas Observation). BINGO is an IM instrument designed to measure BAO in the radio band, in the frequency range of 980MHz - 1260MHz ( 0.13 < z < 0.45 ), through the measurement of the 21cm line of emission. The optical configuration consists of two static dishes of ~40m of diameter and 28 feed horns disposed in a configuration called Double-Rectangular arrangement. In this work, we use the nested sampling Monte Carlo method to study cosmological constraints in BINGO. Since BINGO has not released any real data yet, we use some recently published HIR4 mocks of the HI Intensity Mapping signal. The technique requires the use of objects such as the mixing matrix, which mainly contains information on the BINGO observation area, and the covariance matrix, that relates to the statistical uncertainties. We provide a large discussion on these topics, as well as on the angular power spectrum formalism. The covariance matrix is computed through FLASK lognormal simulations, and we compare it to a theoretical model. We do not take into account any noise or foreground removal. We placed constraints separately on three redshift bins (from a total of 30) over the BINGO range, and we combined them through a Planck likelihood. We have successfully recovered the fiducial parameters, so our results seem to validate the HIR4 mocks. The next step will be to extend this analysis to the 30 BINGO bins all together. This task involves a high computational cost, so a large computer cluster is required.Um dos principais desafios em cosmologia é explicar a energia escura. Um dos projetos recentes voltado à entender as propriedades da energia escura é o BINGO (Oscilações Acústicas Bariônicas em Observações Integradas de Gás Neutro). BINGO é um experimento de Mapeamento de Intensidade concebido para medir Oscilações Acústicas Bariônicas na banda de rádio, na faixa de frequencia de 980MHz - 1260MHz (0.13 < z < 0.45). A configuração ótica consiste em dois pratos estáticos de ~40m de diâmetro e 28 detectores dispostos em uma configuração chamada Duplo-Retangular. Neste trabalho, usamos o método de Monte Carlo amostragem aninhada para estudar vínculos cosmológicos no BINGO. Como ainda não há dados observacionais do BINGO, usamos as recém publicadas simulações HIR4 do sinal de Mapeamento de Intensidade. A técnica requer o uso de objetos como a matriz mistura, que contém principalmente a informação da área de observação do BINGO, e a matriz de covariância, que está relacionada às incertezas estatísticas. Nós fornecemos uma longa discussão destes tópicos, assim como do formalismo do espectro de potência angular. A matriz de covariância é calculada a partir de simulações lognormais do FLASK. Não levamos em conta nunhum ruído ou remoção de contaminantes. Nós colocamos vínculos separademente em três bins de redshift (de um total de 30), e combinamos com a likelihood (função de verossimilhança) do Planck. Conseguimos recuperar com sucesso os parâmetros fiduciais, de modo que nossos resultados parecem validar a simulação HIR4. O próximo passo será estender a análise para os 30 bins de redshift do BINGO juntos. Esta tarefa involve um alto custo computacional, sendo necessário um cluster de computadores.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAbdalla, ElcioMotta, Pablo Cesar Benevides de Carvalho Rossas2021-08-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-02092021-133803/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2021-09-14T21:32:02Zoai:teses.usp.br:tde-02092021-133803Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212021-09-14T21:32:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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description One of the main cosmological challenges today is to explain dark energy. A recent project which aims to understand dark energy properties is BINGO (Baryon Acoustic Oscillations from Integrated Neutral Gas Observation). BINGO is an IM instrument designed to measure BAO in the radio band, in the frequency range of 980MHz - 1260MHz ( 0.13 < z < 0.45 ), through the measurement of the 21cm line of emission. The optical configuration consists of two static dishes of ~40m of diameter and 28 feed horns disposed in a configuration called Double-Rectangular arrangement. In this work, we use the nested sampling Monte Carlo method to study cosmological constraints in BINGO. Since BINGO has not released any real data yet, we use some recently published HIR4 mocks of the HI Intensity Mapping signal. The technique requires the use of objects such as the mixing matrix, which mainly contains information on the BINGO observation area, and the covariance matrix, that relates to the statistical uncertainties. We provide a large discussion on these topics, as well as on the angular power spectrum formalism. The covariance matrix is computed through FLASK lognormal simulations, and we compare it to a theoretical model. We do not take into account any noise or foreground removal. We placed constraints separately on three redshift bins (from a total of 30) over the BINGO range, and we combined them through a Planck likelihood. We have successfully recovered the fiducial parameters, so our results seem to validate the HIR4 mocks. The next step will be to extend this analysis to the 30 BINGO bins all together. This task involves a high computational cost, so a large computer cluster is required.
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