$D$-term inflation, cosmic strings, and consistency with cosmic microwave background measurement
标准D项暴胀是在超引力框架下研究的。D项暴胀产生宇宙弦，但它仍然可以与CMB测量兼容，而不需要调用任何新的物理学。宇宙弦对CMB数据的贡献不是恒定的，也不是占主导地位的，与以前的一些结果相反。使用当前的CMB测量，自由参数（规范和超势耦合，以及Fayet-Iliopoulos项）的D-项通货膨胀的约束。
2004-12-10 astro-ph gr-qc hep-ph
Small-Angle CMB Temperature Anisotropies Induced by Cosmic Strings
利用Nambu-Goto数值模拟方法计算了Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）膨胀宇宙中宇宙弦网络在角分角标度下引起的宇宙微波背景（CMB）温度各向异性.我们在7.2度的视场上生成84个统计独立的地图，我们使用这些地图来导出基本的统计估计，例如单点分布和两点关联函数。在高多极子下，弦引起的CMB温度各向异性的平均角功率谱可以用缓慢衰减的幂律描述为\ell^{-p}，p=0.889（+0.001，-0.090）（仅包括系统误差）。这样的行为表明，一个非零弦的整体CMB各向异性的贡献可能成为在小角度尺度的波动的主要来源。因此，我们讨论如何以及温度梯度幅度运营商可以跟踪字符串的背景下，一个典型的弧分衍射有限的实验。包括热效应和非线性动力学的苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应、奥斯特里克尔-维什尼亚克效应，以及目前流行的绝热一次各向异性，我们发现，在这样一张图上，弦应该是"肉眼可见的“，在7.2度梯度图上至少可以观察到10个不同的弦特征，张力U降到GU \simeq 2 x 10^{-7}（普朗克单位）。这表明，随着即将进行的实验，如阿塔卡玛宇宙望远镜（ACT），最佳的非高斯，字符串专用的统计估计应用于小角度CMB温度或梯度地图可能会严格限制宇宙弦对CMB各向异性的贡献。
2008-09-18 astro-ph gr-qc hep-th
Testing CPT Symmetry with CMB Measurements
本文研究了用宇宙微波背景辐射（CMB）测量检验\emph{CPT}对称性的可能性。利用光子的有效拉格朗日量和\emph{CPT}破坏${\cal L} \sim p_μA_ν\tilde F^{μν}$，它导致传播的CMB光子的偏振矢量旋转，我们确定的旋转角$Δα$使用BOOMERanG 2003和WMAP 3角功率谱。在本分析中，我们纳入了WMAP 3新发布的$TC$和$GC$（$l<450$）信息，并在$1σ$置信水平下发现了$Δα=-6.2\pm3.8$ deg。这一结果略微增加了我们先前论文（Feng \emph{et al.}，2006）$Δα=-6.0 \pm 4.0$ deg（1 $σ$）中获得的\emph{CPT}违反的显著性。此外，我们检查的约束的旋转角度与模拟普朗克数据。我们的结果表明，普朗克将在0.057度水平上对$Δα$敏感，并能够以更高的精度检验\emph{CPT}对称性。
2008-02-27 astro-ph gr-qc hep-ph
Consistency of cosmic strings with cosmic microwave background measurements
在超对称大统一理论的背景下，在混合暴胀结束时形成的大统一尺度宇宙弦与目前可用的CMB测量兼容。宇宙弦对CMB数据的最大贡献限制了暴胀模型的自由参数（质量尺度、耦合）。对于F项暴胀，要么超势耦合必须被微调，要么必须调用曲率机制。D期通货膨胀应在SUGRA框架内解决。我们发现，宇宙弦的贡献是不恒定的，相反的一些以前的结果。使用CMB测量，我们约束规范和超势耦合。
2004-06-03 astro-ph gr-qc hep-ph
A Convolutional Neural Network For Cosmic String Detection in CMB Temperature Maps
我们详细介绍了在我们以前的工作中使用的卷积神经网络检测宇宙弦的宇宙微波背景（CMB）温度各向异性地图。通过在数值生成的CMB温度图上训练该神经网络，无论有没有宇宙弦，该网络都可以生成预测图，定位宇宙弦的位置，并提供弦张力值的概率估计$Gμ$。向网络提供具有arcmin分辨率的CMB地图的无噪声模拟导致了对于具有低至$Gμ=5\times10^{-9}$的弦张力的弦的天空地图的弦位置和弦张力的准确确定。该代码可在网上公开获取。虽然我们用一个长的直绳玩具模型训练了网络，但我们发现网络在现实的Nambu-Goto模拟中表现良好。
2019-03-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fitting CMB data with cosmic strings and inflation
我们进行多参数似然分析比较测量的宇宙微波背景（CMB）功率谱与预测模型涉及宇宙弦。将弦添加到具有幂律倾斜n的原始谱的标准情况中，我们发现弦的2-sigma检测：f_10 = 0.11 +/- 0.05，其中f_10是弦在温度功率谱中的分数贡献（在多极l = 10处）。宇宙微波背景辐射的数据显示，n = 1的宇宙弦模型比具有可变倾斜的标准零弦模型更适合。当纳入额外的非CMB数据时，这两个模型变得不相上下。在变量n和这些额外数据的情况下，我们发现f_10 < 0.11，这对应于G μ <0.7 × 10 ^-6（其中μ是弦张力，G是引力常量）。
2008-01-25 astro-ph hep-th
Signal of Cosmic Strings in Cross-Correlation of 21-cm Redshift and CMB Polarization Maps
本研究探索再电离前宇宙弦尾迹在21厘米红移与B模式CMB极化图互相关中的信号，提出用匹配滤波提取非高斯特征，证实可在LCDM高斯背景中检测到张力略低于当前上限的宇宙弦信号。
2022-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB ISW-lensing bispectrum from cosmic strings
研究了宇宙（超）弦弱透镜效应对宇宙微波背景（CMB）高阶统计的影响。宇宙弦段被认为会对CMB温度涨落产生弱透镜效应和综合的萨克斯-沃尔夫（ISW）效应，即所谓的戈特-凯泽-斯特宾斯（GKS）效应，因此它们是自然交叉相关的。我们指出，在这种相关性的存在下，另一种后复合CMB温度双谱，ISW透镜双谱，将出现在产品的自动和交叉功率谱的形式。我们首先提出了一种解析方法来计算弦引起的温度涨落的自相关性，以及温度涨落与弦网络引起的透镜势之间的互相关。在我们的公式中，弦网络的演化被假设为简单的解析模型，速度依赖的一个尺度模型，并适当地纳入intercommutation概率，以描述可能的超弦性质。此外，所获得的功率谱主要由泊松分布的弦段，其相关性被假定为满足简单的关系。然后，我们估计的信噪比的弦引起的ISW透镜双谱，并讨论了这样的宇宙弦网络的CMB信号的可探测性。研究发现，在小弦张力$Gμ\ll 10^{-7}$ \，的情况下，宇宙弦网络诱导的ISW透镜双谱对弦模型参数的约束甚至比正在进行的和未来的小尺度CMB观测中的纯GKS诱导的双谱更严格.
2014-10-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Adiabatic CMB perturbations in pre-big bang string cosmology
我们考虑前大爆炸的情况下，大量的轴子场开始占主导地位的能量密度振荡时，在瞬间引起的潜在的，随后再加热宇宙，因为它衰变成光子，从而创建绝热CMB扰动。我们发现，在轴子场的波动可以引起一个几乎平坦的频谱的绝热扰动与频谱倾斜$Δn$范围$-0.1 \lesssim Δn \lesssim 1$。
2002-01-30 astro-ph hep-ph hep-th
Weak lensing of CMB by cosmic (super-)strings
研究了宇宙（超）弦的弱透镜效应对宇宙微波背景（CMB）各向异性的影响。在开发一种方法来计算由于字符串的透镜收敛场，从而温度和偏振角功率谱的CMB，我们澄清字符串的性质，其特征在于相互交换的概率，可以影响这些CMB各向异性。假设功率谱主要由泊松分布的弦段，我们发现收敛谱的峰值在低多极，主要是来自位于相对较低的红移字符串。随着相互交换几率的减小，由于弦段的数密度变大，得到了收敛的谱，从而得到了透镜化的温度和偏振。弦引起的CMB极化的一个观测上重要的特征是，弦透镜谱在小尺度上比标准暴胀的原始标量扰动衰减得更慢。
2012-05-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
All sky CMB map from cosmic strings integrated Sachs-Wolfe effect
通过主动扭曲我们过去光锥上的宇宙微波背景（CMB），宇宙弦是不可避免的非高斯性源。开发能够从原始类型的非高斯性中消除字符串信号的最佳估计器需要在合成的全天空CMB地图上进行校准，到目前为止，这在现代实验的分辨率下在数值上是无法实现的。在本文中，我们提供了第一个高分辨率的全天空CMB地图的温度各向异性引起的宇宙弦网络，因为重组。该地图在healpix格式中有大约2亿个亚弧分像素，这是CMB分析使用的标准（Nside=4096）。这个首映需要大约800，000个CPU小时;它是通过使用大规模并行射线追踪方法穿透数千个最先进的Nambu-Goto宇宙弦数值模拟生成的，这些模拟在观察者和最后一个散射表面之间铺设了共动体积。我们明确地表明，这张地图是如何纠正以前的结果中得出的平天近似，同时保持完全兼容的最小尺度。
2012-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB Distortions from Superconducting Cosmic Strings
我们重新考虑了超导弦的电磁辐射对宇宙微波背景（CMB）的μ-和y-畸变的影响，导出了弦张力μ_s和电流I的当前（COBE-FIRAS）和未来（PIXIE）约束。我们发现PIXIE中CMB的不畸变将对μ s和I施加强约束，留下轻弦（G μ s < 10^{-18}）或相对弱的电流（I < 10 TeV）的可能性.
2012-12-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A Bayesian Framework for Cosmic String Searches in CMB Maps
从宇宙微波背景（CMB）或21厘米温度图中探测宇宙弦存在着各种各样的建议。目前的建议并不旨在找到天空地图上的字符串的位置，所有这些方法都可以被认为是天空地图上的统计数据。我们提出了一个贝叶斯宇宙弦检测的解释，并在此框架内，我们得到了宇宙弦的位置和宇宙弦张力$Gμ$的估计之间的连接。我们使用这个贝叶斯框架来开发一个机器学习框架，用于从天空地图中检测字符串，并概述如何使用神经网络实现这个框架。我们训练的神经网络能够在无噪声的CMB温度图上检测和定位宇宙弦，直到$Gμ=5 \times10^{-9}$的弦张力，并且当分析不包含弦的CMB温度图时，神经网络给出$Gμ\leq2.3\times10^{-9}$的概率为0.95。
2017-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB temperature trispectrum of cosmic strings
给出了由宇宙弦引起的宇宙微波背景（CMB）温度各向异性的三谱解析表达式。我们的结果推导出的小角度尺度下的假设，温度各向异性引起的Gott-Kaiser-Stebbins效应。根据弦的微观结构和弦的模型，三谱被预测以非整数幂律指数l^（-r）衰减，其中6<r<7。对于Nambu-Goto弦，这个指数与弦的均方速度和圈分布函数有关。然后，我们探讨了两类波数配置在傅立叶空间，风筝和zizium quadriquet。三谱可以是任何符号的，并且对于所有压缩的四边形，三谱似乎都得到了强烈的增强。
2010-02-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Signature of Cosmic Strings Wakes in the CMB Polarization
我们计算了宇宙微波背景（CMB）极化中的宇宙弦信号。我们发现，电离后的尾流移动字符串引起额外的极化在一组矩形补丁在天空中的长度分布是标度不变的。单个补丁的长度由弦扰动CMB时的共同移动的哈勃半径决定。的偏振信号是最大的字符串唤醒产生在最早的后重组时间，并为对齐，其中光子穿过唤醒接近的时间创建的唤醒。相对于温度四极的极化的最大幅度由尾流内部的自由电子的过密度设置，其取决于尾流内部的电离分数$f$。对于高红移（接近复合）的弦和由$G μ= 10^{-7}$给出的弦张力$μ$，信号可以高达$0.06 {\rm μK}$的度标偏振。
2010-03-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Forecast constraints on cosmic strings from future CMB, pulsar timing and gravitational wave direct detection experiments
我们研究未来观测约束宇宙弦参数从各种类型的下一代实验：引力波（GW），脉冲星定时阵列的直接检测，和宇宙微波背景（CMB）。我们认为GW突发和随机GW背景搜索地面和空间为基础的干涉仪，以及GW背景检测脉冲星定时实验。我们还考虑了宇宙弦对CMB温度和极化各向异性的贡献。这些不同类型的观测提供了宇宙弦的独立探测器，如果探测到签名，可能使我们能够研究宇宙弦的性质。在本文中，我们评估的权力，未来的实验约束宇宙弦参数，如弦张力Gmu，初始环的大小α，和重联概率p，通过执行Fisher信息矩阵计算。我们发现，结合不同类型的观测信息打破了参数退化，并提供了更严格的参数约束。我们还发现，未来的星载干涉仪独立地提供了一个高度精确的确定参数。
2013-02-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Searching for Cosmic Strings in CMB Anisotropy Maps using Wavelets and Curvelets
我们使用小波和曲波变换提取信号的宇宙弦从宇宙微波背景（CMB）的温度各向异性地图，并研究宇宙弦张力的各种正在进行的CMB温度各向异性实验将能够实现的限制。我们构造了对应于各种实验的具有大小和角分辨率的天空图。这些地图包含的信号的缩放解决方案的长弦段与一个给定的弦张力$G μ$，占主导地位的高斯原始宇宙学波动的贡献，和像素的白噪声与振幅对应的仪器噪声的各种实验。在我们包括白噪声的情况下，我们发现曲波比小波更强大。对于普朗克规格的地图，我们得到的弦张力的界限相媲美的普朗克合作。具有更好的角分辨率的实验，如南极望远镜第三代（SPT-3G）调查，将能够产生更强的限制。对于规格为SPT-3G的标测图，我们发现弦线信号在弦线张力为$G μ= 1.4 \times 10^{-7}$时都是可见的。
2016-09-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB Distortions from Damping of Acoustic Waves Produced by Cosmic Strings
研究了宇宙弦对光子重子流体中声波的扩散阻尼，计算了宇宙微波背景的$μ$型和$y$型谱畸变.对于在当前范围内具有张力的宇宙弦，它们对光谱畸变的贡献比原始密度扰动的畸变要小。
2013-08-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Inferring Cosmic String Tension through the Neural Network Prediction of String Locations in CMB Maps
在以前的工作中，我们构建了一个卷积神经网络，用于估计宇宙弦在模拟宇宙微波背景温度各向异性图中的位置。我们推导出了这个神经网络对宇宙弦位置的估计与宇宙弦张力$Gμ$的后验概率分布之间的联系。在这里，我们显着改善的后验分布的弦张力$Gμ$的计算。我们还通过使用残差网络改进了我们以前的普通卷积神经网络。我们将新的神经网络和后验计算方法应用于我们以前工作中使用的相同模拟的地图，并量化改进。
2019-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large scale CMB anomalies from thawing cosmic strings
在膨胀过程中形成的宇宙弦预计要么在超哈勃距离上被稀释，即，今天看不见的，或者最近穿过我们过去的光锥。我们讨论后一种情况，其中一些字符串的印记在宇宙微波背景（CMB）各向异性重组后，他们的签名。由于几乎冻结在哈勃流中，这些弦是准静态的，几乎避开了所有以前推导出的对它们张力的约束，同时能够在CMB天空中产生大尺度的各向异性。使用本地方差估计数以千计的数值模拟南武-后藤所有的天空地图，我们计算预期的信号，并表明它可以模仿偶极子调制在大角度尺度，而在小角度可以忽略不计。有趣的是，这样一个场景通常会从宇宙弦环的解冻中产生一个冷点。结合暴胀起源的各向异性，我们发现一些张力弦GU = O（1）× 10^（-6）与普朗克卫星测量中报道的偶极调制的振幅相匹配，并且可能是其他大尺度异常的起源。
2016-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB anomalies from an inflationary model in string theory
最近的普朗克测量显示了一些大角度尺度上的CMB异常，这证实了WMAP的早期观测。我们表明，一个暴胀模型，在此之前的慢卷膨胀宇宙是在一个超级暴胀阶段，可以产生一个大规模的截断的原始功率谱，这可能不仅占大角度尺度上的功率抑制，但也是一个大的偶极功率不对称的CMB。我们讨论我们的模型在弦论中的实现。
2013-11-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The CMB temperature bispectrum induced by cosmic strings
假设温度波动的主要原因是Gott-Kaiser-Stebbins（GKS）效应，推导了小角尺度下宇宙弦网络诱导的温度各向异性的宇宙微波背景（CMB）双谱。我们提供了解析表达式的所有等腰三角形的配置在傅立叶空间。它们的总振幅被放大为角的倒数立方，并在平面三角形中发散。对于大的多极子l，等腰配置一般导致具有幂律衰减l^（-6）的负双谱。然而，折叠三角形被发现是与一个积极的双谱，而挤压三角形仍然表现出负值。然后，我们比较我们的分析估计，直接计算的双谱从一组300个统计独立的温度图从南武后藤宇宙弦模拟在弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克（FLRW）宇宙。我们发现很好的协议的整体振幅，幂律行为和角度依赖的各种三角形配置。在l~500时，宇宙弦GKS效应贡献的等边CMB双谱振幅与|fNL| ~ 10 ^3的暴胀模型大致相同，如果弦在l=10时贡献约10%的温度功率谱。当前fNL的界限不是使用宇宙弦双谱模板导出的，因此我们的fNL估计不能用于导出弦的界限。然而，它确实建议，字符串双谱模板应包括在CMB非高斯搜索。
2009-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the degeneracy between primordial tensor modes and cosmic strings in future CMB data from Planck
虽然观测表明宇宙不均匀性的主要来源是绝热扰动，但也有各种候选者提供辅助痕量效应，包括暴胀产生的原始张量和宇宙缺陷，它们都产生B模式宇宙微波背景（CMB）极化。我们调查是否未来的实验可能会遭受混乱的真正来源，这种影响，侧重于普朗克的能力，以区分张量从宇宙弦，并表明，没有显着的简并。
2008-06-25 astro-ph hep-th
CMB anisotropies from cosmic (super)strings in light of ACT DR6
The University of Nottingham（诺丁汉大学）
基于CMB各向异性，利用MCMC分析更新了宇宙弦和超弦参数约束，发现弦张力上限更紧，且结果对先验依赖显著。
2026-03-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB power spectrum contribution from cosmic strings using field-evolution simulations of the Abelian Higgs model
本文首次用场论方法计算了宇宙弦对宇宙微波背景（CMB）温度功率谱的贡献。与以前的工作不同，弦被建模为理想化的一维对象，我们发展了一个最简单的例子，一个潜在的场论包含本地U（1）弦，阿贝尔希格斯模型。有限的计算量所施加的限制，克服了使用弦网络的缩放特性和进一步的外推相关的减少弦的宽度，在comoving坐标。弦和它们的衰变产物，这是自动包括在场论方法，源度规扰动通过其能量动量张量，不等时间的关联函数，其中被用作输入到CMB计算阶段。这些计算涉及使用CMBEASY的修改版本，提供了所有相关尺度的结果。我们发现，在多极$\ell = 10$的WMAP 3年的数据规范化所需的弦张力$μ$是$Gμ= [2.04\pm0.06\textrm{(stat.)}\pm0.12\textrm{(sys.)}] \times 10^{-6}$，在这里，我们引用了统计和系统误差分别，和$G$是牛顿常数。这比目前流通的价值高出2-3倍。
2007-03-14 astro-ph hep-th
Effects of cosmic strings with delayed scaling on CMB anisotropy
在暴胀过程中的相变中产生的宇宙弦网络进入标度区的时间要晚于普通弦。如果它发生在复合之后，宇宙微波背景（CMB）在高多极矩的温度各向异性显着降低。在本文中，我们定性地研究了这种效应，并表明CMB温度各向异性和B模偏振对宇宙弦张力的约束可以放松。它被证明是很难解释最近的BICEP 2和POLARBEAR的结果在宇宙弦单独诱导的信号，即使我们考虑到延迟标度。然而，解释观测到的B模式信号所需的暴胀张量标量比可以稍微减少，以符合普朗克约束。
2014-10-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Non-perturbative Gravity, Hagedorn Bounce & CMB
在hep-th/0508194中，我们展示了对引力的非微扰修正是如何解决大爆炸奇点的，从而导致一个弹跳的宇宙。根据非微扰修正的尺度，反弹处的温度可能接近或高于哈格多恩温度。如果物质是由弦组成的，那么大质量的弦态将在反弹附近被激发，而反弹将发生在弦物质的哈格多恩相之内（或开始时）。正如我们在本文中讨论的，在这种情况下，宇宙学涨落可以通过最近在hep-th/0511140中提出的弦气体机制产生。事实上，这里讨论的模型明确地表明，在一组具体的动力学背景方程的上下文中，实现hep-th/0511140中所做的假设是可能的。我们还计算了光谱倾斜的热力学弦波动产生的哈格多恩制度在这个弹跳宇宙的情况。一般来说，我们会发现一个标度不变的光谱与红色的倾斜，这是非常小的，但不为零。
2006-10-25 astro-ph gr-qc hep-ph
Confronting hybrid inflation in supergravity with CMB data
$F$项大统一理论暴胀与N=1超引力相耦合，遇到了宇宙微波背景数据。考虑了弦单位长度质量偏离Bogomolny极限的修正。我们发现，超势耦合$10^{-7}/\mcN \lesssim κ\lesssim 10^{-2}/\mcN$，与$\mcN$的希格斯表象的维度，仍然是兼容的数据。在暖暴胀、曲率和非均匀再热情景中，参数空间被扩大。$F$ -在$P$ -项膨胀结束时形成的字符串也被考虑。因为这些弦满足Bogomolny界限，所以界限更强：规范耦合被限制在$10^{-7} < g <10^{-4}$范围内。
2005-03-15 astro-ph hep-ph hep-th
Monodromy in the CMB: Gravity Waves and String Inflation
我们提出了一个简单的机制，获得大的领域的通货膨胀，因此引力波签名，从弦论紧扭曲环面。对于Nil流形，我们得到了一个以正则归一化场φ表示的与φ ^（2/3）成比例的主导暴胀势，得到了对功率谱倾斜和张量标量比的预测，即$n_s\approx 0.98$和具有60个暴胀e折叠的$r\approx 0.04$;我们还注意到一个与φ ^（2/5）成比例的候选暴胀子势的变体的可能性。扩展场范围所涉及的基本机制--D膜在流形上作圆周运动时的单值性--出现在更一般的紧化类中，尽管我们控制对慢滚参数的修正的方法需要额外的对称性。
2008-03-23 astro-ph hep-ph hep-th
New CMB constraints for Abelian Higgs cosmic strings
我们目前的宇宙微波背景（CMB）功率谱从最近的数值模拟的宇宙弦的阿贝尔希格斯模型，并比较它们的CMB功率谱测量普朗克。我们得到了宇宙弦张力参数$Gμ$的修正约束。例如，在$Λ$ CDM模型中，加入了弦，没有原始张量扰动，我们发现$Gμ< 2.0 \times 10^{-7}$的置信度为95%，比以前的模拟值低20%，后者的空间体积为1/64。我们调查的差异的来源，表明，主要原因是一个改进的治疗整个辐射物质过渡的字符串演化。增加的计算量也使得完全模拟物理运动方程成为可能，其中弦芯在共动坐标中收缩。这一点，以及更大的动态范围，只改变了大约10%的功率谱的幅度，表明宇宙弦的场论模拟现在已经达到了CMB计算所需的动态范围。
2017-02-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Correlations between cosmic strings and extra relativistic species
最近的观测表明，宇宙微波背景（CMB）可能倾向于中微子过剩，这引发了许多研究这种可能性的工作。无相互作用的无质量中微子过剩所产生的效应可以通过早期宇宙中的一些额外辐射成分来模拟，例如宇宙学的引力波背景。考虑到宇宙弦可能是产生这些引力波的候选源，我们利用CMB和非CMB数据，对宇宙弦和中微子有效数作为自由参数的模型进行了参数拟合研究。我们发现，宇宙弦和额外相对论性物质的数量之间存在相关性，弦可以解释所有必要的额外辐射。事实上，CMB数据更喜欢2 σ水平的字符串，付出更高的额外辐射分量的代价。CMB数据也对ns=1的模型给出了适度的偏好。包含非CMB数据降低了对弦和额外相对论性物质的偏好。
2012-12-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmic string parameter constraints and model analysis using small scale Cosmic Microwave Background data
我们提出了一个显着的更新的约束阿贝尔希格斯宇宙弦张力的宇宙微波背景（CMB）的数据，使使用新的高分辨率CMB数据从亚轨道实验以及最新的结果的WMAP卫星，并改进预测阿贝尔希格斯宇宙弦的CMB功率谱的影响。新的宇宙弦谱（在以前的工作中提出），特别是小角尺度的改进，通过使用更大的阿贝尔希格斯弦模拟和仔细的外推。如果存在阿贝尔希格斯弦，那么我们发现它们对CMB各向异性的贡献的界限得到了改善：f10< 0.095，Gμ< 0.57 x 10^-6，这两个界限都是在95%置信水平下使用WMAP 7数据得到的;而f10 < 0.048，Gμ< 0.42 x 10^-6，这是使用所有CMB数据得到的。我们还发现，使用所有的CMB数据，标度不变的初始扰动谱，ns=1，现在不利的2.4σ，即使弦存在。贝叶斯模型选择分析不再表明对字符串的偏好。
2011-12-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
CMB polarization power spectra contributions from a network of cosmic strings
我们提出的第一个计算可能的（本地）宇宙弦贡献的宇宙微波背景偏振光谱模拟的弦网络（而不是随机收集的不相连的字符串段）。我们用场论模拟阿贝尔希格斯模型来表示局域U（1）弦，包括它们的辐射衰变和微观物理。相对于以前的估计，我们的计算显示了功率向更大角度尺度的转变，使得未来从B模式偏振中检测到宇宙弦的机会略大。我们探索未来的地基偏振探测器，作为我们的例子，三叶草项目。在零假设（宇宙弦的贡献为零）中，我们发现CLOVER应该将弦的张力μ限制在Gμ<0.12 e-6（这里G是引力常量），超过这个值就有可能被探测到。
2007-08-28 astro-ph hep-th
String Theory clues for the low-$\ell$ CMB ?
“膜超对称破缺”是一种特殊的弦尺度机制，它可以使东方褶皱模型中的玻色和费米激发解配对。它是由真空中同时存在的D膜和定向褶皱的集合所导致的，这些D膜和定向褶皱并不相互BPS，并且与弦激发的尺度密切相关。它还留下了一个指数势，对于一个混合的内呼吸模式和内呼吸模式，这是太陡峭的标量从初始奇点出现，而下降，因此，在这类模型中的标量一般可以反弹的指数壁，这种动力学带来了，在功率谱，红外抑郁症通常是由一个前暴胀峰。我们详细说明了这种类型的反弹和低$\ell$结束CMB角功率谱之间的可能联系。对于前32个多极，相对于标准$Λ$ CDM设置，可以达到$χ^{\,2}$的50%减少。
2014-12-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A CMB Millikan Experiment with Cosmic Axiverse Strings
我们研究超光速轴子与光子耦合的轴子弦。超轻轴子--重组时比哈勃还轻的轴子--是弦轴宇宙的一般预测。这些轴子串产生了一个独特的量子化的偏振旋转的CMB光子，这是$\mathcal{O}(α_{\rm em})$。当CMB光通过许多弦时，这种偏振旋转将E模式转换为B模式，并像随机行走一样增加。使用数值模拟，我们表明，预期的最终结果的大小是在当前和未来的CMB实验通过测量CMB B-模式与E-和T-模式的相关性范围内。量子化的偏振旋转角本质上是拓扑的，并且可以被看作是几何相位。它的值仅取决于反常系数，而与其他细节无关，如轴子衰变常数。通过测量这种旋转来测量反常系数将提供关于UV理论的信息，例如电荷的量子化和基本电荷单位的值。宇宙中轴子弦的存在只依赖于早期宇宙在暴胀后的相变，之后弦网络迅速接近吸引子标度解。如果有额外的稳定拓扑对象，如畴壁，那么重如$10^{-15}$ eV的轴子将是可访问的。这些弦的存在也可以通过测量引力透镜类星体系统中不同图像之间的相对偏振旋转角来探测。
2020-07-20 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Testing quantum gravity effects with latest CMB observations
受量子引力物理的启发，非对易相空间方法导出了一个修正的引力波色散关系。这个特征，如果应用到非常早期的宇宙中，会产生一个修正的原始张量扰动的功率谱，在大尺度上具有功率抑制。我们用BICEP 2和Planck实验来对抗这一现象，并证明了具有修正色散关系的暴胀比标准暴胀范式更能同时拟合观测结果。特别是，数值结果表明，在最新的宇宙微波背景辐射（CMB）观测下，与极小模型相比，原始张量模的量子引力修正功率谱的统计显著性大于$3σ$.我们的研究表明，BICEP 2和普朗克数据之间的潜在张力可以解决量子引力效应。
2014-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Low-l CMB Power Loss in String Inflation
普朗克卫星可能已经观测到了大尺度（l < 40）的能量不足。我们认为，这一假定的功能可以解释为一个阶段的快速滚动在开始的通货膨胀。我们表明，在单场模型的背景下，所需要的是一个不对称的拐点模型，其中纤维膨胀是一个字符串动机的例子。我们研究了纤维膨胀的能力，以产生抑制的CMB 2-点函数的功率在低l，发现来自弦循环的潜力是不够陡峭的为此目的。我们引入了一个陡峭的贡献的潜力，占主导地位的通货膨胀区域，并表明，如果适当调整，它确实可以导致在大尺度上缺乏权力的频谱。
2013-09-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraining cosmic string parameters with curl mode of CMB lensing
本文利用宇宙微波背景辐射温度图中的弱引力透镜测量，给出了宇宙弦网络的约束。观测者与CMB光子最后散射面之间的宇宙弦网络产生矢量和/或张量度规扰动，这些引力场对CMB光子的偏转具有标量度规扰动所不产生的旋度模。在本文中，我们使用从普朗克得到的卷曲模式的功率谱来约束弦张力Gμ和重联概率P。在演示普朗克卷曲模式的参数约束时，我们还测量了来自阿塔卡玛宇宙望远镜（ACT）2008年季节数据的透镜功率谱，它具有更好的角分辨率，在更小的天空上具有更低的仪器噪声。假设P=1，张力上限为Gμ= 6.6 \times 10^{-5}，2σ（95% C.L.），利用普朗克的旋度模式，这是弱于小尺度温度功率谱。然而，对于较小的P值，从卷曲模式的约束变得更严格相比，从温度功率谱。对于P \lsim 10^{-2}，我们得到弦参数组合的约束为GμP^{-1} \leq 3.4 \times 10^{-5}，其值大于2σ（95% C. L.）.
2013-10-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
CMB constraints on cosmic strings and superstrings
我们提出了第一个完整的马尔可夫链蒙特卡罗分析的宇宙学模型与不断发展的宇宙（超）弦网络，使用不连接段模型的不等时间相关形式主义。对于普通的宇宙弦网络，我们导出了Lambda冷暗物质（CDM）与弦网络参数的联合约束，即弦张力Gmu、回路截断效率c_r和弦波动度α。对于宇宙超弦，我们得到了弦的基本张力Gmu_F、弦耦合g_s、自相互作用系数c_s和紧致额外维体积w的联合约束。这是迄今为止对LambdaCDM宇宙学+弦最全面的CMB分析。对于普通的宇宙弦网络，我们对弦张力的最新约束是相对论单位的Gmu<1.1x10^-7，而对于宇宙超弦，我们对基本弦张力的约束是Gmu_F<2.8x10^-8，两者都是使用普朗克2015的温度和极化数据得到的。
2016-05-20 astro-ph.CO hep-th
Testing String Vacua in the Lab: From a Hidden CMB to Dark Forces in Flux Compactifications
我们进行了详细的分析的现象学性质的隐藏阿贝尔规范玻色子的动力学混合与普通光子内IIB型通量紧致化。我们研究了模量稳定和格林-施瓦茨机制之间的相互作用，使质量隐藏的光子特别注意的D-条款的作用。我们提出了两个通用类的显式卡-丘例子的各向同性和各向异性形状的额外的维度显示如何最后一种情况下原来是非常有前途的，使接触到目前的实验。事实上，各向异性紧化自然会导致一个GeV级的隐藏光子（“暗力量”，可以在束流收集实验中搜索）的中间弦尺度;甚至到一个MeV级的隐藏光子（这可能会导致一个“隐藏的CMB”，可以通过光照射通过一个墙的实验）的情况下TeV级的弦。
2011-07-26 hep-ph hep-th
Possible origin of CMB temperature fluctuations: Vacuum fluctuations of Kaluza-Klein and string states during inflationary era
我们指出，宇宙微波背景（CMB）的温度起伏可以以一种不同于通常假设的慢卷暴胀的方式产生。我们的机制是基于静止在势底的场的真空涨落，如卡鲁扎-克莱因模或弦激发态。在暴胀时期，当有大量（通常是$N\sim 10^{14}$量级）以哈勃参数为单位的小质量场时，这种效应会对宇宙微波背景辐射的温度波动产生重大影响。这个数$N$使得可以相对于张量扰动增强标量扰动。与观测到的振幅比较表明，具有4D普朗克尺度的$10^{-5}$级弦尺度的模型是有利的。
2012-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing String-Theory-Inspired Topologies of the Early Universe through CMB Temperature and Polarization Anisotropies
National Technical University of Athens（雅典国立技术大学）；King’s College London（伦敦国王学院）；Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-University of Valencia（瓦伦西亚大学-CSIC粒子物理研究所(IFIC)）；University of Valencia（瓦伦西亚大学）
本文研究了通过CMB温度和偏振各向异性探测早期宇宙拓扑结构的问题，利用大角尺度的两点相关函数分析非平凡空间拓扑的遗迹，并探讨了六维空间在GUT时期紧致化对CMB原始功率谱的影响。
2026-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Complementary signatures of $α-$attractor inflation in CMB and cosmic string Gravitational Waves
Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Kolkata（印度科学教育与研究学院加尔各答分校）；Harish-Chandra Research Institute (HRI)（哈里什-昌德拉研究所）；University of Warsaw（华沙大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）
本研究探究α吸引子暴胀模型中宇宙弦e折叠数与CMB观测的关联，结合引力波探测给出谱指数约束，为暴胀物理提供互补检验途径。
2025-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-commutative inflation and the CMB
非对易暴胀是标准广义相对论暴胀的修正，它考虑了时空不确定原理的某些影响，而时空不确定原理的动机来自弦论。在幂律暴胀模型中出现的对原始功率谱的修正导致了大尺度上功率的抑制，并产生了一个在大尺度上为蓝色而在小尺度上为红色的谱指数。这种光谱指数的抑制和运行不是特别强加的，而是源于早期宇宙的弦现象。我们表明，它可以占一些功率损失的最大尺度，可能是由最近的WMAP数据。宇宙微波背景的各向异性带有这些非常早期宇宙修正的特征，并且可以用来对非对易模型中出现的参数进行约束。应用似然分析的WMAP数据，我们找到的临界波数k_*（涉及弦尺度）和指数p（决定幂律暴胀膨胀）的最佳拟合值。最佳拟合值对应于L_s \sim 10^{-28} cm的字符串长度。
2003-09-08 astro-ph gr-qc hep-ph
A new mechanism for non-locality from string theory: UV-IR quantum entanglement and its imprints on the CMB
泡芙场论（PFT）是作为Melvin宇宙中D3膜的退耦极限而产生的，它表现出空间非定域动力学。与其他弦论中的非定域性实现不同，PFT具有完全SO（3）旋转对称性。在这项工作中，我们分析了强耦合制度的PFT通过引力全息。我们发现了一个新的机制的非局域性现象的核心：紫外和红外动力学的量子纠缠。在全息体中，这转化为将空间分成两个区域的明显视界-PFT的UV完成位于视界处。我们解开这个复杂的紫外-红外设置，并设计一个处方，计算扩展全息重整化群的原始字典的反射因子。然后，我们实现了一个宇宙学的情况下，PFT波动设置原始波动的初始条件。我们计算相关的功率谱的CMB，并发现，该方案允许一个独特的字符串签名。
2008-01-08 astro-ph hep-th
Testing Inflation and Curvaton Scenarios with CMB Distortions
在复合之前，Silk阻尼导致声波的能量耗散到宇宙微波背景（CMB）中，导致光谱失真。这些可以用来探测原始标量功率谱在更小的尺度上比它是可能的与CMB各向异性。然而，需要增强这些尺度上的功率，以便通过未来的实验（如PIXIE）检测到所产生的扭曲。本文考察了Martin等人在Encyclopaedia Inflationaris [1]中列出的所有49个单场暴胀模型，发现其中只有一个模型在其参数空间的调谐区域中可能导致可检测到的扭曲，即原始混合模型。三个有效的多场的情况下，也进行了研究：轻轻地，突然转向的轨迹，并与温和的瀑布轨迹。轻微转弯的轨迹不会引起任何可检测水平的失真，而场空间中的突然转弯或温和的瀑布轨迹预测标量功率谱中的峰值（在突然转弯的情况下加上阻尼振荡），这可能导致可观察到的CMB失真量。最后，另一种情况下，导致潜在的可检测的扭曲涉及一个弯曲的蓝色光谱是次主导的CMB角尺度和超越的暴胀子光谱在较小的尺度。然而，在这种情况下，我们表明，从超紧凑minihaloes的界限是不满足的。期望最终的PRISM类实验的特点是灵敏度提高了十倍，讨论了一些模型。
2014-09-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Low-$\ell$ CMB from String-Scale SUSY Breaking?
暴胀模型是超引力和弦论中超对称破缺的有益的游戏场。特别是，膜和orientifolds的组合，而不是相互BPS可以导致\emph{brane supersymmetry breaking}，一种现象，其中非线性实现伴随着，在快子-自由真空，由陡峭的指数电位的出现。当与温和的条款相结合，这些指数可以导致缓慢-滚动后，快速上升和转折点。这就留下了独特的标量扰动模式，在那里，暴胀前的峰值可以远离几乎尺度不变的轮廓。我回顾最近尝试连接这些功率谱的低- $\ell$ CMB，和相应的一个参数扩展的$Λ$ CDM与低-频率切割$Δ$。详细的似然分析导致在$99.4\%$置信水平下，在具有$f_{sky}=39\%$的扩展银河掩模中的$Δ= (0.351 \pm 0.114) \times 10^{-3} \, \mbox{Mpc}^{-1}$与具有$f_{sky}=94\%$的标准普朗克2015掩模中的$88.5\%$附近值进行比较。在这些情况下，人们将面临，在中巴，与一个时代的减速，开始慢-滚动的遗迹。
2015-09-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological constraints on string scale and coupling arising from tachyonic instability
我们证明了弦激发的暴胀结束通过快子不稳定性留下一个可检测的印记的宇宙微波背景（CMB）辐射凭借非高斯引力涨落的激发。本WMAP约束的非高斯性示出约束的字符串规模由$M_S/M_P\leq 10^{-4}$的字符串耦合$g_{s}<0.1$，从而改善现有的界限。如果快子的波动在通货膨胀是不可忽略的，我们发现严格的约束$g_s\sim 10^{-9}$ $M_{S}/M_{P}<10^{-3}$。这种情况可能很快就会被即将到来的CMB非高斯边界所排除。
2005-03-18 astro-ph hep-ph hep-th
Towards testing CMB anomalies using the kinetic and polarized Sunyaev Zel'dovich effects
在大角度尺度上对宇宙微波背景（CMB）温度各向异性的测量揭示了一些具有边缘统计意义的异常特征，如半球功率不对称、大角度尺度上的功率缺乏以及功率谱特征。由于原始CMB温度是在宇宙方差极限下测量的，因此确定这些异常是否是新物理学的暗示，而不是前景，系统学或简单的统计侥幸，需要新的观测数据。在本文中，我们强调了潜在的贡献，未来的测量动力学Sunyaev Zel 'dovich效应（KSZ）和极化Sunyaev Zel'dovich效应（pSZ）可以在确定的物理性质的几个CMB异常。kSZ和pSZ效应，温度和极化各向异性引起的散射从自由电子在再电离宇宙中，是占主导地位的黑体贡献的小角度尺度上的CMB。使用SZ层析成像技术，kSZ和pSZ效应的测量可以与星系调查相结合，重建远程CMB偶极和四极场，提供了一个三维探测的大尺度模式内我们的哈勃体积。在以前工作的基础上，我们预测了额外的约束力，这些观测值可能提供一组有代表性的异常模型。我们发现，远程CMB偶极和四极包含了类似的信息量异常模型的主CMB极化。来自宇宙微波背景辐射温度、极化、远程偶极场和四极场的信息是互补的，利用下一代宇宙微波背景辐射实验和星系巡天，全套可观测量可以将异常模型的约束条件提高$\sim 2-4$倍。这可能足以确定几个CMB异常的物理来源。
2019-07-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmic strings and their induced non-Gaussianities in the cosmic microwave background
由于暴胀量子起源的宇宙学扰动具有高斯性，寻找宇宙微波背景（CMB）各向异性中的非高斯性被认为是探索早期宇宙非线性物理的优先方向。宇宙弦是引力扰动的活跃源，并不断地在宇宙微波背景辐射中产生非高斯畸变。即使在目前观测到的角尺度上，它们只能贡献CMB角功率谱的一小部分，宇宙弦实际上可能是其非高斯性的主要来源。在这篇文章中，在回顾了弦网络的基本宇宙学性质之后，我们提出了Nambu-Goto宇宙弦将在各种观测量中诱导的签名，从温度各向异性的单点函数到双谱和三谱。结果表明，字符串印记是显着不同的比那些预期的原始类型的非高斯性，因此可以很容易地区分。
2010-08-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Cosmic Strings with Satellite CMB measurements
本文研究了在目前高分辨率、高灵敏度的宇宙微波背景（CMB）观测中寻找宇宙弦信号模式的问题。本文讨论了一种能够在总强度各向异性图中识别Kaiser-Stebbins效应签名的技术，并表明产生混淆的最大因素是由与重组时的视界大小相当的尺度的声学振荡特征表示的。仿真结果表明，纯高斯映射的零信号的分布收敛到$χ^2$分布，与检测阈值对应的字符串感应阶跃信号的幅度约为100 $\muK$，对应于大致$Gμ< 1.5\times 10^{-6}$的限制。我们研究了由银河系外和银河系前景引起的虚假探测的统计数据。对于弥漫的银河前景，这是污染的主要来源，我们得到的天空面具概述了可用区域的天空中的银河混乱是次主导的，专门我们的分析所代表的情况下的频率覆盖范围和标称灵敏度和分辨率的普朗克实验。
2010-08-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dirac-Born-Infeld and k-inflation: the CMB anisotropies from string theory
弦论中的暴胀模型表现出不寻常的标量场动力学，涉及非最小动力学项，一般称为k-暴胀。在这种情况下，用来确定原始宇宙学扰动行为的标准慢滚方法就不能再使用了。我们提出了一种通用的方法，基于一致近似，解析地推导出原始功率谱的标量和张量扰动。在首阶，标量谱指数，它的运行和张量标量比修改的新动力学。给出了它们的新表达式，修正了以前的结果，澄清了当声视界和哈勃半径不同时张量标量比的定义.最后，我们讨论了编码的非最小动力学项的参数必须满足的约束条件，如声速和k-暴胀的能量尺度，鉴于第五年的威尔金森微波各向异性探测器（WMAP 5）的数据。
2009-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Wading the String Bog: CMB Birefringence in the Swampland
University of Parma（帕尔马大学）；INFN Gruppo Collegato di Parma（意大利国家核物理研究所帕尔马联合小组）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）
该研究提出宇宙双折射观测可检验沼泽地猜想，指出超轻标量双折射受弱引力猜想约束，薄轴子畴壁或能解释双折射，相关场景可通过POLARBEAR等实验区分。
2026-07-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB power spectra from cosmic strings: predictions for the Planck satellite and beyond
我们提出了一个显着的改进，我们以前的计算宇宙弦贡献的宇宙微波背景（CMB）的功率谱，特别是侧重于子WMAP角标度。这些较小的尺度与目前正在运行的普朗克卫星和具有更精细分辨率的其他亚轨道CMB项目有关。我们采用更大的阿贝尔希格斯弦模拟比以前，我们另外的模型和外推的统计措施，从我们的模拟到更小的长度尺度。然后，我们使用一种有效的手段，包括外推到我们的爱因斯坦-玻尔兹曼计算，以产生准确的结果在多极范围2 < l < 4000. Our results suggest that power-law behaviour cuts in for l >3000的情况下的温度功率谱，然后允许谨慎外推到更小的尺度。我们发现，弦对温度功率谱的贡献在l=10时占功率的10%，在l > 3500时，弦对温度功率谱的贡献将大于Silk阻尼的主绝热贡献。天体物理学的贡献，如Sunyaev-Zeldovich效应在这些尺度上也变得重要，并将降低对弦的敏感性，但这些都是潜在的频率依赖性区分。
2010-05-15 astro-ph.CO hep-th
