Abstract
We present updated forecasts for the scientific performance of the degree-scale (0.5 deg FWHM at 93 GHz), deep-field survey to be conducted by the Simons Observatory (SO). By 2027, the SO Small Aperture Telescope (SAT) complement will be doubled from three to six telescopes, including a doubling of the detector count in the 93 GHz and 145 GHz channels to 48,160 detectors. Combined with a planned extension of the survey duration to 2035, this expansion will significantly enhance SO's search for a B-mode signal in the polarisation of the cosmic microwave background, a potential signature of gravitational waves produced in the very early Universe. Assuming a 1/f noise model with knee multipole ℓknee = 50 and a moderately complex model for Galactic foregrounds, we forecast a 1σ (or 68% confidence level) constraint on the tensor-to-scalar ratio r of σr = 1.2 × 10-3, assuming no primordial B-modes are present. This forecast assumes that 70% of the B-mode lensing signal can ultimately be removed using high resolution observations from the SO Large Aperture Telescope (LAT) and overlapping large-scale structure surveys. For more optimistic assumptions regarding foregrounds and noise, and assuming the same level of delensing, this forecast constraint improves to σr = 7 × 10-4. These forecasts represent a major improvement in SO's constraining power, being a factor of around 2.5 times better than what could be achieved with the originally planned campaign, which assumed the existing three SATs would conduct a five-year survey.
| Original language | English |
|---|---|
| Journal | Journal of Cosmology and Astroparticle Physics |
| Volume | 2026 |
| Issue number | 4 |
| DOIs | |
| State | Published - Apr 2026 |
Keywords
- CMBR experiments
- cosmological parameters from CMBR
- gravitational waves and CMBR polarization
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Dive into the research topics of 'The Simons Observatory: forecasted constraints on primordial gravitational waves with the expanded array of Small Aperture Telescopes'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Vol. 2026, No. 4, 04.2026.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - The Simons Observatory
T2 - forecasted constraints on primordial gravitational waves with the expanded array of Small Aperture Telescopes
AU - Abril-Cabezas, I.
AU - Challinor, A.
AU - Clarke, P.
AU - Coulton, W.
AU - Embil Villagra, C.
AU - Fergusson, J.
AU - Legrand, L.
AU - McCarthy, F.
AU - Namikawa, T.
AU - Sailer, N.
AU - Shellard, P.
AU - Sherwin, B.
AU - Suman, P.
AU - Zubeldia, I.
AU - Abril-Cabezas, I.
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AU - Challinor, A.
AU - Clarke, P.
AU - Coulton, W.
AU - Fergusson, J.
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AU - Legrand, L.
AU - McCarthy, F.
AU - Namikawa, T.
AU - Shellard, P.
AU - Sherwin, B.
AU - Zubeldia, I.
AU - Adachi, S.
AU - Adachi, S.
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AU - Chinone, Y.
AU - Jost, B.
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AU - Baccigalupi, C.
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AU - Forconi, M.
AU - Galloni, G.
AU - Gerbino, M.
AU - Lattanzi, M.
AU - Morshed, M.
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AU - Freese, K.
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N1 - Publisher Copyright: © 2026 The Author(s)
PY - 2026/4
Y1 - 2026/4
N2 - We present updated forecasts for the scientific performance of the degree-scale (0.5 deg FWHM at 93 GHz), deep-field survey to be conducted by the Simons Observatory (SO). By 2027, the SO Small Aperture Telescope (SAT) complement will be doubled from three to six telescopes, including a doubling of the detector count in the 93 GHz and 145 GHz channels to 48,160 detectors. Combined with a planned extension of the survey duration to 2035, this expansion will significantly enhance SO's search for a B-mode signal in the polarisation of the cosmic microwave background, a potential signature of gravitational waves produced in the very early Universe. Assuming a 1/f noise model with knee multipole ℓknee = 50 and a moderately complex model for Galactic foregrounds, we forecast a 1σ (or 68% confidence level) constraint on the tensor-to-scalar ratio r of σr = 1.2 × 10-3, assuming no primordial B-modes are present. This forecast assumes that 70% of the B-mode lensing signal can ultimately be removed using high resolution observations from the SO Large Aperture Telescope (LAT) and overlapping large-scale structure surveys. For more optimistic assumptions regarding foregrounds and noise, and assuming the same level of delensing, this forecast constraint improves to σr = 7 × 10-4. These forecasts represent a major improvement in SO's constraining power, being a factor of around 2.5 times better than what could be achieved with the originally planned campaign, which assumed the existing three SATs would conduct a five-year survey.
AB - We present updated forecasts for the scientific performance of the degree-scale (0.5 deg FWHM at 93 GHz), deep-field survey to be conducted by the Simons Observatory (SO). By 2027, the SO Small Aperture Telescope (SAT) complement will be doubled from three to six telescopes, including a doubling of the detector count in the 93 GHz and 145 GHz channels to 48,160 detectors. Combined with a planned extension of the survey duration to 2035, this expansion will significantly enhance SO's search for a B-mode signal in the polarisation of the cosmic microwave background, a potential signature of gravitational waves produced in the very early Universe. Assuming a 1/f noise model with knee multipole ℓknee = 50 and a moderately complex model for Galactic foregrounds, we forecast a 1σ (or 68% confidence level) constraint on the tensor-to-scalar ratio r of σr = 1.2 × 10-3, assuming no primordial B-modes are present. This forecast assumes that 70% of the B-mode lensing signal can ultimately be removed using high resolution observations from the SO Large Aperture Telescope (LAT) and overlapping large-scale structure surveys. For more optimistic assumptions regarding foregrounds and noise, and assuming the same level of delensing, this forecast constraint improves to σr = 7 × 10-4. These forecasts represent a major improvement in SO's constraining power, being a factor of around 2.5 times better than what could be achieved with the originally planned campaign, which assumed the existing three SATs would conduct a five-year survey.
KW - CMBR experiments
KW - cosmological parameters from CMBR
KW - gravitational waves and CMBR polarization
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U2 - 10.1088/1475-7516/2026/04/051
DO - 10.1088/1475-7516/2026/04/051
M3 - Article
SN - 1475-7516
VL - 2026
JO - Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
JF - Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
IS - 4
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