A New Limit on CMB Circular Polarization from SPIDER
J.M. Nagy
,
P.A.R. Ade
,
M. Amiri
,
S.J. Benton
,
A.S. Bergman
,
R. Bihary
,
J.J. Bock
,
J.R. Bond
,
S.A. Bryan
,
H.C. Chiang
,
C.R. Contaldi
,
O. Doré
,
A.J. Duivenvoorden
,
H.K. Eriksen
,
M. Farhang
,
J.P. Filippini
,
L.M. Fissel
,
A.A. Fraisse
,
K. Freese
,
M. Galloway
,
A.E. Gambrel
,
N.N. Gandilo
,
K. Ganga
(1)
,
J.E. Gudmundsson
,
M. Halpern
,
J. Hartley
,
M. Hasselfield
,
G. Hilton
,
W. Holmes
,
V.V. Hristov
,
Z. Huang
,
K.D. Irwin
,
W.C. Jones
,
C.L. Kuo
,
Z.D. Kermish
,
S. Li
,
P.V. Mason
,
K. Megerian
,
L. Moncelsi
,
T.A. Morford
,
C.B. Netterfield
,
M. Nolta
,
I.L. Padilla
,
B. Racine
,
A.S. Rahlin
,
C. Reintsema
,
J.E. Ruhl
,
M.C. Runyan
,
T.M. Ruud
,
J.A. Shariff
,
J.D. Soler
(2)
,
X. Song
,
A. Trangsrud
,
C. Tucker
,
R.S. Tucker
,
A.D. Turner
,
J.F. van Der List
,
A.C. Weber
,
I.K. Wehus
,
D.V. Wiebe
,
E.Y. Young
J.M. Nagy
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P.A.R. Ade
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I.K. Wehus
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D.V. Wiebe
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E.Y. Young
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Résumé
We present a new upper limit on cosmic microwave background (CMB) circular polarization from the 2015 flight of Spider, a balloon-borne telescope designed to search for B-mode linear polarization from cosmic inflation. Although the level of circular polarization in the CMB is predicted to be very small, experimental limits provide a valuable test of the underlying models. By exploiting the nonzero circular-to-linear polarization coupling of the half-wave plate polarization modulators, data from Spider's 2015 Antarctic flight provide a constraint on Stokes V at 95 and 150 GHz in the range $33\lt {\ell }\lt 307$. No other limits exist over this full range of angular scales, and Spider improves on the previous limit by several orders of magnitude, providing 95% C.L. constraints on ${\ell }({\ell }+1){C}_{{\ell }}^{{VV}}/(2\pi )$ ranging from 141 to 255 μK(2) at 150 GHz for a thermal CMB spectrum. As linear CMB polarization experiments become increasingly sensitive, the techniques described in this paper can be applied to obtain even stronger constraints on circular polarization.