极小数组，即极小阵列（Very Small Array），是由14个电波天线元件组成的干涉仪，使用在26至35GHz之间的频率进行宇宙微波背景辐射的研究。它是由剑桥大学、曼彻斯特大学、和Instituto de Astrofisica de Canarias（特内利非岛）共同合作，设置在特内利非的del Teide天文台。这个阵列由卡文迪许天文物理组的马德拉电波天文台和焦德雷班克天文台建造，经费则来自粒子物理学和天文学研究委员会（PPARC，现在的科技设施委员会）。设计上则是依据宇宙各项异性望远镜强化的

这架望远镜已参考其他参与CMB实验的望远镜，包括以气球为基础的BOOMERanG和MAXIMA，还有地基的DASI和CBI。

设计这架望远镜包含14个元件（可以驵合成91条基线），每个都有一个号角型反射天线将天文物理上的讯号聚焦至个别的接收机（以NRAO的设计为基础，整个系统的温度在25K，主体温度12K的假晶HFET放大器）。分离的元件使用关联器结合在一起，构成一个孔径合成阵列，这些元件被安装在一个倾斜的平台上，并且可以追踪地平高度在35度以上的天体。

这些望远镜可以组合成三种不同的结构－"紧密"、"扩张"和"非常扩张"，它们的不同在于各元件之间的距离（紧密和扩张之间相差了2.25倍）和天线的尺寸。紧密阵列的天线直径是143mm，而扩张阵列的天线直径是322mm。这意味着紧密阵列的主射束是4.5度，解析力为30弧分（多极性在100至800），而扩张阵列的主束是2度，解析力是12弧分，可以观测的多极性在250至1500，扩张阵列的灵敏度也是紧密阵列的5倍。非常扩张阵列可以量测高达3000的多极性，并且天线的直径相当于550mm的镜面，前置末端放大器的功能也相对的被提升。

这架望远镜的操作频率在26至36GHz，带宽为1.5GHz，意味着这架望远镜可以进行不同频率的观测工作。

它也包含一架3.7米的电波望远镜，工作的频率是30GHz，它是专门用来监测前景的来源。这些来源扣除碟形天线已经升级得比第一套更准确，可以监测比以前更微弱的信号进行观测。

无论是来源扣除碟形天线和极小阵列本身，这两者都有大型的金属接地遮罩围绕着。

当极小阵列做为干涉仪时，它可以直接测量宇宙微波背景辐射的角能谱，而不必先建构一张全天空的图。1

成果使用极小阵列观测的都是尽可能明亮的电波源和大型群极的场所（后者可以避免SZ效应），以及避免来自银河系排放的污染。出现在极小阵列视场的点电波源会使用15GHz的赖尔望远镜观测，然后在极小阵列观测时会从极小阵列监视的电波来源中扣除。1

宇宙微波背景宇宙微波背景（英语：Cosmic Microwave Background，简称CMB，又称3K背景辐射）是宇宙学中“大爆炸”遗留下来的热辐射。在早期的文献中，“宇宙微波背景”称为“宇宙微波背景辐射”（CMBR）或“遗留辐射”，是一种充满整个宇宙的电磁辐射。特征和绝对温标2.725K的黑体辐射相同。频率属于微波范围。宇宙微波背景是宇宙背景辐射之一，为观测宇宙学的基础，因其为宇宙中最古老的光，可追溯至再复合时期。利用传统的光学望远镜，恒星和星系之间的空间（背景）是一片漆黑。然而，利用灵敏的辐射望远镜可发现微弱的背景辉光，且在各个方向上几乎一模一样，与任何恒星，星系或其他对象都毫无关系。这种光的电磁波谱在微波区域最强。1964年美国射电天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊偶然发现宇宙微波背景，这一发现是基于于1940年代开始的研究，并于1978年获得诺贝尔奖。

“宇宙微波背景是我们宇宙中最古老的光，当宇宙刚刚38万岁时刻在天空上。它显示出微小的温度涨落，对应着局部密度的细微差异，代表着所有未来的结构，是当今的恒星与星系的种子”

宇宙微波背景很好地解释了宇宙早期发展所遗留下来的辐射，它的发现被认为是一个检测大爆炸宇宙模型的里程碑。宇宙在年轻时期，恒星和行星尚未形成之前，含有致密，高温，充满着白热化的氢气云雾等离子体。等离子体与辐射充满着整个宇宙，随着宇宙的膨胀而逐渐冷却。当宇宙冷却到某个温度时，质子和电子结合形成中性原子。这些原子不再吸收热辐射，因此宇宙逐渐明朗，不再是不透明的云雾。宇宙学家提出中性原子在“再复合”时期形成，紧接在“光子脱耦”之后，即光子开始自由穿越整个空间，而非在电子与质子所组成的等离子体中紧密的碰撞。光子在脱耦之后开始传播，但由于空间膨胀，导致波长随着时间的推移而增加（根据普朗克定律，波长与能量成反比），光线越来越微弱，能量也较低。这就是别称“遗留辐射”的来源。“最后散射面”是指我们由光子脱耦时的放射源接收到光子的来源点在空间中的集合。

因为任何建议的宇宙模型都必须解释这种辐射，因此宇宙微波背景是精确测量宇宙学的关键。宇宙微波背景在黑体辐射光谱的温度为2.72548±0.00057K。光谱辐射dEν/dν的峰值为60.2GHz，在微波频率的范围内。（若光谱辐射的定义为dEλ/dλ，则峰值波长为1.063毫米。）

该光辉在所有方向中几乎一致，但细微的残留变化展现出各向异性，与预期的一样，分布相当均匀的炽热气体已经扩大到目前的宇宙大小。特别的是，在天空中不同角度的光谱辐射包含相同的各向异性，或不规则性，随区域大小变化。它们已被详细测量，若有因物质在极小空间的量子摄动而起的微小温度变化，且膨胀到今日可观测的宇宙大小，应该会与之吻合。这是一个非常活跃的研究领域，科学家同时寻求更好的数据（例如，普郎克卫星）和更好的宇宙膨胀初始条件。虽然许多不同的过程都可产生黑体辐射的一般形式，但没有比大爆炸模型更能解释涨落。因此，大多数宇宙学家认为，宇宙大爆炸模型最能解释宇宙微波背景。

在整个可视宇宙中有高度的一致性，黯淡却已测得的各向异性非常广泛的支持大爆炸模型，尤其是ΛCDM模型。此外，威尔金森微波各向异性探测器及宇宙泛星系偏振背景成像实验观测相距大于再复合时期之宇宙视界角尺度上涨落间的相关性。此相关可能为非因果的微调，或因宇宙暴胀产生。1

干涉 (物理学)干涉（interference）在物理学中，指的是两列或两列以上的波在空间中重叠时发生叠加，从而形成新波形的现象。

例如采用分束器将一束单色光束分成两束后，再让它们在空间中的某个区域内重叠，将会发现在重叠区域内的光强并不是均匀分布的：其明暗程度随其在空间中位置的不同而变化，最亮的地方超过了原先两束光的光强之和，而最暗的地方光强有可能为零，这种光强的重新分布被称作“干涉条纹”。在历史上，干涉现象及其相关实验是证明光的波动性的重要依据，但光的这种干涉性质直到十九世纪初才逐渐被人们发现，主要原因是相干光源的不易获得。

为了获得可以观测到可见光干涉的相干光源，人们发明制造了各种产生相干光的光学器件以及干涉仪，这些干涉仪在当时都具有非常高的测量精度：阿尔伯特·迈克耳孙就借助迈克耳孙干涉仪完成了著名的迈克耳孙－莫雷实验，得到了以太风观测的零结果。迈克耳孙也利用此干涉仪测得标准米尺的精确长度，并因此获得了1907年的诺贝尔物理学奖。而在二十世纪六十年代之后，激光这一高强度相干光源的发明使光学干涉测量技术得到了前所未有的广泛应用，在各种精密测量中都能见到激光干涉仪的身影。现在人们知道，两束电磁波的干涉是彼此振动的电场强度矢量叠加的结果，而由于光的波粒二象性，光的干涉也是光子自身的几率幅叠加的结果。2

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刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所