宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background，简称CMB）是宇宙大爆炸后遗留下来的微弱电磁辐射，被誉为研究宇宙早期历史的“化石”。CMB所含信息丰富，尤其是其极化特性中的E模极化信号，对于揭示宇宙起源、膨胀历史以及宇宙学参数具有至关重要的意义。近期，利用CLASS（Cosmology Large Angular Scale Surveyor）望远镜对最大尺度的CMB E模极化进行了精确测量，使得科学家们对宇宙早期物理过程有了更深入的理解。 CLASS望远镜是一台致力于测量大角尺度CMB极化的先进设备，它置于智利北部的阿塔卡马高原，该地区干燥清晰的天空条件极为适合进行微波观测。CLASS采用多频段接收系统，有效应对银河系和其它前景干扰，以确保测量结果的纯净性和准确性。通过长期观测，CLASS获取了丰富的数据，特别是在低多极数区域上的E模极化信号测量取得了突破性进展。
CMB的极化信号分为E模和B模两种，被形象地比喻为“漩涡状”与“波纹状”极化图样。E模极化主要起源于宇宙光子与物质耦合时期的声波扰动，是研究宇宙密度涨落和重新电离过程的重要窗口。相比之下，B模极化则与引力波及宇宙暴胀等过程相关联。随着观测能力的提升，E模极化成为约束宇宙学模型、研究暗物质暗能量以及探究宇宙再电离时代的关键数据来源。 传统上，测量大尺度CMB的E模极化面临诸多挑战。低频信号易受前景辐射、地面环境及仪器系统误差的影响，导致信号提取复杂且不确定度较高。
CLASS望远镜通过独特的仪器设计和数据处理方法，极大减少了这些干扰因素。例如，CLASS采用连续旋转的快速半波片对极化信号进行调制，这样能够有效区分极化信号与系统噪声，同时增强测量灵敏度。经过复杂的前景去除算法处理，CLASS最终获得了宇宙中最大尺度的E模极化数据，精度和完整性达到新的高度。 该测量的重要科学意义在于，它为验证宇宙学标准模型提供了坚实的观测依据。通过对比观测数据与理论预言，可以精准测定宇宙的基本参数诸如哈勃常数、暗能量密度、重离子化历史等。此外，最大尺度上的E模极化信号还蕴含关于宇宙早期物理过程的关键线索，尤其是宇宙暴胀时期的能量分布和声波模式。
CLASS的新成果有助于排除或确认各种宇宙学模型的假设，促进宇宙学理论与实证的紧密结合。 在模型拟合和统计分析方面，CLASS团队利用先进的贝叶斯推断方法对数据进行深入挖掘，最大限度提取信息。这些研究成果为未来设计更加高灵敏度的观测任务奠定了基础，也推动了CMB极化测量技术的不断进步。未来，结合来自其他CMB实验的数据，如Planck和BICEP/Keck，科学家们有望绘制出更为详尽和精确的宇宙极化图谱，进一步揭示宇宙的神秘面纱。 除了基础科学研究，CLASS的技术创新在射电天文学领域也具有广泛影响。其极化检测技术和数据处理流程为后续地面及空间望远镜提供了宝贵的参考。
随着全球对宇宙学研究的持续投入，集成多波段、多角尺度的数据分析平台将成为主流，有助于从多维度解读宇宙微波背景信息。 总体而言，利用CLASS望远镜测量宇宙微波背景辐射最大尺度的E模极化，不仅突破了技术瓶颈，更为宇宙学研究带来了崭新的视角。这一成果丰富了我们对宇宙起源和演化的认知，揭示了从大爆炸到现代宇宙结构形成过程中复杂的物理机制。随着观测技术的不断提升和理论框架的完善，未来人类对宇宙的探索将迈入更深的层次，CLASS项目的贡献无疑是关键的一环。
