Snowmass 2021 CMB-S4 White Paper

Abazajian, K.; Abdulghafour, A.; Addison, G.E.; Adshead, P.; Ahmed, Z.; Ajello, M.; Akerib, D.; Allen, S.W.; Alonso, D.; Alvarez, M.; Amin, M.A.; Amiri, M.; Anderson, A.; Ansarinejad, B.; Archipley, M.; Arnold, K.S.; Ashby, M.; Aung, H.; Baccigalupi, C.; Baker, C.; Bakshi, A.; Bard, D.; Barkats, D.; Barron, D.; Barry, P.S.; Bartlett, J.G.; Barton, P.; Ritoban Basu Thakur,; Battaglia, N.; Beall, J.; Bean, R.; Beck, D.; Belkner, S.; Benabed, K.; Bender, A.N.; Benson, B.A.; Besuner, B.; Bethermin, M.; Bhimani, S.; Bianchini, F.; Biquard, S.; Birdwell, I.; Bischoff, C.A.; Bleem, L.; Bocaz, P.; Bock, J.J.; Bocquet, S.; Boddy, K.K.; Richard Bond, J.; Borrill, J.; Bouchet, F.R.; Brinckmann, T.; Brown, M.L.; Bryan, S.; Buza, V.; Byrum, K.; Calabrese, E.; Calafut, V.; Caldwell, R.; Carlstrom, J.E.; Carron, J.; Cecil, T.; Challinor, A.; Chan, V.; Chang, C.L.; Chapman, S.; Charles, E.; Chauvin, E.; Cheng, C.; Chesmore, G.; Cheung, K.; Chinone, Y.; Chluba, J.; Hsiao-Mei Sherry Cho,; Choi, S.; Clancy, J.; Clark, S.; Cooray, A.; Coppi, G.; Corlett, J.; Coulton, W.; Crawford, T.M.; Crites, A.; Cukierman, A.; Cyr-Racine, F.; Dai, W.; Daley, C.; Dart, E.; Daues, G.; Tijmen De Haan,; Deaconu, C.; Delabrouille, J.; Derylo, G.; Devlin, M.; Eleonora Di Valentino,; Dierickx, M.; Dober, B.; Doriese, R.; Duff, S.; Dutcher, D.; Dvorkin, C.; Dünner, R.; Eftekhari, T.; Eimer, J.; Hamza El Bouhargani,; Elleflot, T.; Emerson, N.; Errard, J.; Essinger-Hileman, T.; Fabbian, G.; Fanfani, V.; Fasano, A.; Feng, C.; Ferraro, S.; Filippini, J.P.; Flauger, R.; Flaugher, B.; Fraisse, A.A.; Frisch, J.; Frolov, A.; Galitzki, N.; Gallardo, P.A.; Galli, S.; Ganga, K.; Gerbino, M.; Giannakopoulos, C.; Gilchriese, M.; Gluscevic, V.; Goeckner-Wald, N.; Goldfinger, D.; Green, D.; Grimes, P.; Grin, D.; Grohs, E.; Gualtieri, R.; Guarino, V.; Gudmundsson, J.E.; Gullett, I.; Guns, S.; Habib, S.; Haller, G.; Halpern, M.; Halverson, N.W.; Hanany, S.; Hand, E.; Harrington, K.; Hasegawa, M.; Hasselfield, M.; Hazumi, M.; Heitmann, K.; Henderson, S.; Hensley, B.; Herbst, R.; Hervias-Caimapo, C.; Colin Hill, J.; Hills, R.; Hivon, E.; Hlozek, R.; Anna, H.; Holder, G.; Hollister, M.; Holzapfel, W.; Hood, J.; Hotinli, S.; Hryciuk, A.; Hubmayr, J.; Huffenberger, K.M.; Hui, H.; Roberto Ibá Nez,; Ibitoye, A.; Ikape, M.; Irwin, K.; Jacobus, C.; Jeong, O.; Johnson, B.R.; Johnstone, D.; Jones, W.C.; Joseph, J.; Jost, B.; Jae Hwan Kang,; Kaplan, A.; Karkare, K.S.; Katayama, N.; Keskitalo, R.; King, C.; Kisner, T.; Klein, M.; Knox, L.; Koopman, B.J.; Kosowsky, A.; Kovac, J.; Kovetz, E.D.; Krolewski, A.; Kubik, D.; Kuhlmann, S.; Kuo, C.; Kusaka, A.; Lähteenmäki, A.; Lau, K.; Lawrence, C.R.; Lee, A.T.; Legrand, L.; Leitner, M.; Leloup, C.; Lewis, A.; Dale, L.; Linder, E.; Liodakis, I.; Liu, J.; Long, K.; Louis, T.; Loverde, M.; Lowry, L.; Chunyu, L.; Lubin, P.; Yin-Zhe, M.; Maccarone, T.; Madhavacheril, M.S.; Maldonado, F.; Mantz, A.; Marques, G.; Matsuda, F.; Mauskopf, P.; May, J.; Mccarrick, H.; Mccracken, K.; Mcmahon, J.; Daniel Meerburg, P.; Melin, J.; Menanteau, F.; Meyers, J.; Millea, M.; Miranda, V.; Mitchell, D.; Mohr, J.; Moncelsi, L.; Monzani, M.E.; Moshed, M.; Mroczkowski, T.; Mukherjee, S.; Münchmeyer, M.; Nagai, D.; Nagarajappa, C.; Nagy, J.; Namikawa, T.; Nati, F.; Natoli, T.; Nerval, S.; Newburgh, L.; Nguyen, H.; Nichols, E.; Nicola, A.; Niemack, M.D.; Nord, B.; Norton, T.; Novosad, V.; O'Brient, R.; Omori, Y.; Orlando, G.; Osherson, B.; Osten, R.; Padin, S.; Paine, S.; Partridge, B.; Patil, S.; Petravick, D.; Petroff, M.; Pierpaoli, E.; Pilleux, M.; Pogosian, L.; Prabhu, K.; Pryke, C.; Puglisi, G.; Racine, B.; Raghunathan, S.; Rahlin, A.; Raveri, M.; Reese, B.; Reichardt, C.L.; Remazeilles, M.; Rizzieri, A.; Rocha, G.; Roe, N.A.; Rotermund, K.; Roy, A.; Ruhl, J.E.; Saba, J.; Sailer, N.; Salatino, M.; Saliwanchik, B.; Sapozhnikov, L.; Mayuri Sathyanarayana Rao,; Saunders, L.; Schaan, E.; Schillaci, A.; Schmitt, B.; Scott, D.; Sehgal, N.; Shandera, S.; Sherwin, B.D.; Shirokoff, E.; Shiu, C.; Simon, S.M.; Singari, B.; Slosar, A.; Spergel, D.; Germaine, T.S.; Staggs, S.T.; Stark, A.A.; Starkman, G.D.; Steinbach, B.; Stompor, R.; Stoughton, C.; Suzuki, A.; Tajima, O.; Tandoi, C.; Teply, G.P.; Thayer, G.; Thompson, K.; Thorne, B.; Timbie, P.; Tomasi, M.; Trendafilova, C.; Tristram, M.; Tucker, C.; Tucker, G.; Umiltà, C.; Alexander Van Engelen,; Joshiwa Van Marrewijk,; Vavagiakis, E.M.; Vergès, C.; Vieira, J.D.; Vieregg, A.G.; Wagoner, K.; Wallisch, B.; Wang, G.; Wang, G.; Watson, S.; Watts, D.; Weaver, C.; Wenzl, L.; Westbrook, B.; White, M.; Whitehorn, N.; Wiedlea, A.; Williams, P.; Wilson, R.; Winch, H.; Wollack, E.J.; Kimmy Wu, W.L.; Zhilei, X.; Yefremenko, V.G.; Cyndia, Y.; Zegeye, D.; Zivick, J.; Zonca, A.

doi:10.48550/arXiv.2203.08024

This Snowmass 2021 White Paper describes the Cosmic Microwave Background Stage 4 project CMB-S4, which is designed to cross critical thresholds in our understanding of the origin and evolution of the Universe, from the highest energies at the dawn of time through the growth of structure to the present day. We provide an overview of the science case, the technical design, and project plan.

Snowmass 2021 CMB-S4 White Paper / K. Abazajian, A. Abdulghafour, G.E. Addison, P. Adshead, Z. Ahmed, M. Ajello, D. Akerib, S.W. Allen, D. Alonso, M. Alvarez, M.A. Amin, M. Amiri, A. Anderson, B. Ansarinejad, M. Archipley, K.S. Arnold, M. Ashby, H. Aung, C. Baccigalupi, C. Baker, A. Bakshi, D. Bard, D. Barkats, D. Barron, P.S. Barry, J.G. Bartlett, P. Barton, R. Basu Thakur, N. Battaglia, J. Beall, R. Bean, D. Beck, S. Belkner, K. Benabed, A.N. Bender, B.A. Benson, B. Besuner, M. Bethermin, S. Bhimani, F. Bianchini, S. Biquard, I. Birdwell, C.A. Bischoff, L. Bleem, P. Bocaz, J.J. Bock, S. Bocquet, K.K. Boddy, J. Richard Bond, J. Borrill, F.R. Bouchet, T. Brinckmann, M.L. Brown, S. Bryan, V. Buza, K. Byrum, E. Calabrese, V. Calafut, R. Caldwell, J.E. Carlstrom, J. Carron, T. Cecil, A. Challinor, V. Chan, C.L. Chang, S. Chapman, E. Charles, E. Chauvin, C. Cheng, G. Chesmore, K. Cheung, Y. Chinone, J. Chluba, H. Sherry Cho, S. Choi, J. Clancy, S. Clark, A. Cooray, G. Coppi, J. Corlett, W. Coulton, T.M. Crawford, A. Crites, A. Cukierman, F. Cyr-Racine, W. Dai, C. Daley, E. Dart, G. Daues, T. De Haan, C. Deaconu, J. Delabrouille, G. Derylo, M. Devlin, E. Di Valentino, M. Dierickx, B. Dober, R. Doriese, S. Duff, D. Dutcher, C. Dvorkin, R. Dünner, T. Eftekhari, J. Eimer, H. El Bouhargani, T. Elleflot, N. Emerson, J. Errard, T. Essinger-Hileman, G. Fabbian, V. Fanfani, A. Fasano, C. Feng, S. Ferraro, J.P. Filippini, R. Flauger, B. Flaugher, A.A. Fraisse, J. Frisch, A. Frolov, N. Galitzki, P.A. Gallardo, S. Galli, K. Ganga, M. Gerbino, C. Giannakopoulos, M. Gilchriese, V. Gluscevic, N. Goeckner-Wald, D. Goldfinger, D. Green, P. Grimes, D. Grin, E. Grohs, R. Gualtieri, V. Guarino, J.E. Gudmundsson, I. Gullett, S. Guns, S. Habib, G. Haller, M. Halpern, N.W. Halverson, S. Hanany, E. Hand, K. Harrington, M. Hasegawa, M. Hasselfield, M. Hazumi, K. Heitmann, S. Henderson, B. Hensley, R. Herbst, C. Hervias-Caimapo, J. Colin Hill, R. Hills, E. Hivon, R. Hlozek, A. Ho, G. Holder, M. Hollister, W. Holzapfel, J. Hood, S. Hotinli, A. Hryciuk, J. Hubmayr, K.M. Huffenberger, H. Hui, R. Ibá Nez, A. Ibitoye, M. Ikape, K. Irwin, C. Jacobus, O. Jeong, B.R. Johnson, D. Johnstone, W.C. Jones, J. Joseph, B. Jost, J. Hwan Kang, A. Kaplan, K.S. Karkare, N. Katayama, R. Keskitalo, C. King, T. Kisner, M. Klein, L. Knox, B.J. Koopman, A. Kosowsky, J. Kovac, E.D. Kovetz, A. Krolewski, D. Kubik, S. Kuhlmann, C. Kuo, A. Kusaka, A. Lähteenmäki, K. Lau, C.R. Lawrence, A.T. Lee, L. Legrand, M. Leitner, C. Leloup, A. Lewis, D. Li, E. Linder, I. Liodakis, J. Liu, K. Long, T. Louis, M. Loverde, L. Lowry, C. Lu, P. Lubin, Y. Ma, T. Maccarone, M.S. Madhavacheril, F. Maldonado, A. Mantz, G. Marques, F. Matsuda, P. Mauskopf, J. May, H. Mccarrick, K. Mccracken, J. Mcmahon, P. Daniel Meerburg, J. Melin, F. Menanteau, J. Meyers, M. Millea, V. Miranda, D. Mitchell, J. Mohr, L. Moncelsi, M.E. Monzani, M. Moshed, T. Mroczkowski, S. Mukherjee, M. Münchmeyer, D. Nagai, C. Nagarajappa, J. Nagy, T. Namikawa, F. Nati, T. Natoli, S. Nerval, L. Newburgh, H. Nguyen, E. Nichols, A. Nicola, M.D. Niemack, B. Nord, T. Norton, V. Novosad, R. O'Brient, Y. Omori, G. Orlando, B. Osherson, R. Osten, S. Padin, S. Paine, B. Partridge, S. Patil, D. Petravick, M. Petroff, E. Pierpaoli, M. Pilleux, L. Pogosian, K. Prabhu, C. Pryke, G. Puglisi, B. Racine, S. Raghunathan, A. Rahlin, M. Raveri, B. Reese, C.L. Reichardt, M. Remazeilles, A. Rizzieri, G. Rocha, N.A. Roe, K. Rotermund, A. Roy, J.E. Ruhl, J. Saba, N. Sailer, M. Salatino, B. Saliwanchik, L. Sapozhnikov, M. Sathyanarayana Rao, L. Saunders, E. Schaan, A. Schillaci, B. Schmitt, D. Scott, N. Sehgal, S. Shandera, B.D. Sherwin, E. Shirokoff, C. Shiu, S.M. Simon, B. Singari, A. Slosar, D. Spergel, T.S. Germaine, S.T. Staggs, A.A. Stark, G.D. Starkman, B. Steinbach, R. Stompor, C. Stoughton, A. Suzuki, O. Tajima, C. Tandoi, G.P. Teply, G. Thayer, K. Thompson, B. Thorne, P. Timbie, M. Tomasi, C. Trendafilova, M. Tristram, C. Tucker, G. Tucker, C. Umiltà, A. Van Engelen, J. Van Marrewijk, E.M. Vavagiakis, C. Vergès, J.D. Vieira, A.G. Vieregg, K. Wagoner, B. Wallisch, G. Wang, G. Wang, S. Watson, D. Watts, C. Weaver, L. Wenzl, B. Westbrook, M. White, N. Whitehorn, A. Wiedlea, P. Williams, R. Wilson, H. Winch, E.J. Wollack, W.L. Kimmy Wu, Z. Xu, V.G. Yefremenko, C. Yu, D. Zegeye, J. Zivick, A. Zonca. - (2022 Mar 15). [10.48550/arXiv.2203.08024]