Microwave polarization in the direction of galaxy clusters induced by the CMB quadrupole anisotropy
由于宇宙微波背景辐射温度分布中存在四极分量，在星系团方向测量的宇宙微波背景辐射（CMB）信号中，电子散射会引起极化。测量遥远星系团的极化提供了在中等红移（z~0.5-3）下观察宇宙微波背景四极演化的独特机会。我们证明，对于本地集群人口的偏振度将依赖于集群的天体位置。在天空中有两个相对的延伸区域，当v_t<1300 km/s时，在CMB谱的Rayleigh-Jeans部分（τ为星系团的汤姆逊光学厚度）偏振最大，为0.1（τ/0.02）microK，超过了星系团横向特有运动的贡献。人们可以希望通过测量大量的集群来检测这个小信号，从而有效地消除集群中产生的其他偏振分量的系统贡献。这些极化效应的数量级分别为（v_t/c）^2 τ、（v_t/c）τ ^2和（kT_e/m_ec^2）τ ^2，以及CMB四极子引起的极化，之前由Sunyaev和Zel'dovich针对瑞利-金斯区域进行了计算。我们完全证实了他们早期的结果，并提出了确切的频率依赖性，所有这些影响。在CMB光谱的Wien区域中，偏振相当高。
1999-03-18 astro-ph
Cosmic Covariance and the Low Quadrupole Anisotropy of the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Data
在WMAP数据中看到的宇宙微波背景（CMB）温度各向异性的四极功率低得令人困惑。在本文中，我们证明了最小方差优化（MVO），许多作者（包括WMAP科学团队）使用的技术，以分离污染前景的CMB，具有迫使提取的CMB地图具有零统计相关性的前景排放的效果。在一个宇宙系综上，真正的CMB和前景确实是不相关的，但是任何特定的天空图案（比如我们碰巧观察到的图案）都会偶然地产生非零的测量相关性。我们称这种效应为“宇宙协方差”，它是使用MVO技术清理的CMB地图中的偏差的一个可能来源。我们表明，宇宙协方差的存在，预计人为地抑制通过MVO获得的内部线性组合（ILC）地图的方差。它还传播到ILC图的多极展开中，产生具有超过90%置信度的四极亏损。由于我们不知道宇宙微波背景和前景的先验，因此有一个未知的贡献，在测量的四极功率的不确定性，在通常的宇宙方差的贡献。利用MVO对一系列假定为高斯型CMB涨落的蒙特卡罗模拟进行模拟，我们估计CMB的实四极幂位于[305.16，400.40]微开^[2]范围内（在1 σ水平上）。
2007-11-12 astro-ph
CMB Polarization towards Clusters as a Probe of the Integrated Sachs-Wolfe Effect
星系团中自由电子对温度各向异性四极子的散射导致了宇宙微波背景（CMB）起伏中的一个众所周知的极化信号。利用多频极化数据，可以提取温度四极子，并将其与由于团簇横向运动而与运动四极子相关联的污染物极化分离。在低的红移，温度四极包含一个显着的贡献，从集成的萨克斯-沃尔夫效应（ISW）与密度波动的增长。使用偏振数据从一个样本的集群在很宽的范围内的红移，可以统计建立存在的ISW效应，并确定红移依赖的ISW贡献的均方根四极。考虑到ISW效应对背景宇宙学的强烈依赖性，星系团极化最终可以被用作暗能量的探测器。
2002-11-05 astro-ph
A new method for measuring the CMB temperature quadrupole with an accuracy better than cosmic variance
提出了一种利用大尺度CMB极化测量CMB温度四极矩的新方法。该方法利用的事实，CMB极化是部分来源于本地温度四极。我们直接将温度与极化谱联系起来，将再电离开始时的局部四极子与它们两者联系起来。主要贡献是在l<30时，由于我们使用了许多l值，我们可以将误差显著降低到宇宙方差以下。特别是，对于我们的基准模型，温度四极杆的误差降低到24%。这有可能将低四极的概率降低两个数量级。
2004-02-20 astro-ph gr-qc
Error analysis of quadratic power spectrum estimates for CMB polarization: sampling covariance
启发式加权的二次方法（如伪C_1法或关联函数法）是估计宇宙微波背景（CMB）各向异性及其偏振态功率谱的有效方法。我们构造了CMB偏振估计的样本协方差性质，并发展了半解析方法来近似高Legendre多极子下的伪C_1样本协方差矩阵，同时考虑了模式耦合的几何效应以及在只覆盖部分天空的观测中出现的电（E）和磁（B）偏振之间的混合。E-B混合最终限制了在大角度B模式偏振中搜索引力波信号的加权二次方法的适用性，即使对于可以恢复B模式功率的（精确）无偏估计的方法也是如此。我们发现，对于覆盖天空的百分之一或百分之二的调查，E-模式功率的贡献，恢复B-模式功率谱的协方差通常限制张量标量比，可以用这种方法探测到约0.05。
2005-06-23 astro-ph
B-mode polarization of the CMB from the second-order photon quadrupole
研究了光子分布的二阶四极矩在复合阶段对宇宙微波背景极化的新贡献。在微扰论的二阶中，四极矩不会被紧耦合极限中光学深度的倒数抑制，而在微扰论的一阶中则会发生这种情况。我们专注于B模式CMB偏振，发现这种新的贡献构成污染的原始张量模式的检测，如果张量标量比r小于几个x 10^{-5}。由于次级矢量/张量扰动和再电离时期产生的类似效应，该效应的幅度大于B模式，而它小于由弱引力透镜将E型偏振转换为B型偏振所产生的污染。然而，如果r小于\simeq 10^{-5}，则透镜信号可以被清除，使得这里讨论的次级模式成为限制小振幅原始引力波检测的实际污染。
2007-03-15 astro-ph
The X-ray halo of the Local Group and the CMB quadrupole
由于最近的X射线观测显示，大多数星系团都被一个发射X射线的气体晕所包围，因此有理由认为本星系群也有自己的X射线晕。我们表明，这样的晕，与温度$\sim 1\keV$和柱密度$\sim O(10^{21}) {\rm cm}^{-2}$，是一个可能的来源，多余的低能量成分的X射线背景。晕也应该通过Sunyaev-Zel'dovich效应在微波背景中产生温度各向异性。假设一个等温的球形晕与上述的温度和密度，诱导四极的振幅原来是可比的COBE数据，而不违反上限的$y$参数。
1996-02-15 astro-ph
Instability of reconstruction of the low CMB multipoles
本文讨论了内线性组合CMB映射的偏差问题，并指出它与真实CMB的互相关系数K（l）和每个多极l的前景密切相关。我们目前的互相关分析的WMAP ILC四极和八极从第一（ILC（I））和第三（ILC（III））年的数据发布，并表明这些相关性约为-0.52-0.6。通过对随机高斯CMB信号的10^4次蒙特卡罗模拟，我们证明了互相关系数的分布函数具有多项式P（K，l）\propto（1-K^2）^（l-1）。结果表明，ILC和前景四极子的互相关系数的最可几值在K = +/-0.585处有两个极值。因此，ILC（III）四极杆代表系数K的最可能值。我们分析了ILC CMB的去偏置问题，并指出由于统计不确定性，重建的偏差似乎是非常有问题的。此外，去偏的不稳定性通过翻转效应对四极和八极分量本身进行了说明，当偶（l+m）模可以以显著的误差重建时。这种误差表现为相对于甚至低的多极模式的真实符号相反，并且导致与前景的互相关系数的显著变化。我们表明，CMB实现，其四极（2，0）分量的符号是负的（和相同的，为所有的前景），相应的概率得到正号实施后的ILC方法约为40%。
2008-09-09 astro-ph
First results from the Very Small Array -- III. The CMB power spectrum
我们提出的功率谱的宇宙微波背景的波动检测的甚小阵列（VSA）在其第一个赛季的观测在其紧凑的配置。我们发现在l~200和l~550处的第一和第二声峰的清晰检测，加上在l=800的尺度上的功率检测。VSA的功率谱是在非常好的协议与结果的回旋镖，Dasi和Maxima望远镜，尽管不同的潜在系统误差。
2003-03-04 astro-ph
Testable polarization predictions for models of CMB isotropy anomalies
WMAP测量的大尺度CMB温度天空中的异常被认为是大尺度上违反统计各向同性的可能证据。在任何破缺各向同性的物理模型中，CMB极化场都有可检验的结果。我们开发了模拟工具，用于预测通过调制场局部打破统计各向同性的模型中的偏振场。我们研究两种不同的模型：偶极调制，用来解释南北黄道半球之间的功率不对称，而四极调制，用来解释四极和八极之间的排列。对于偶极的情况下，我们表明，预测的前10个多极的温度和偏振场之间的相关性通常可以测试在优于98%的CL。对于四极的情况下，我们表明，极化四极和八极应适度对齐。这样的对齐是一个通用的预测的解释，涉及温度场在重组，从而歧视涉及前景或局部二次各向异性的解释。预测的温度和极化多极子之间的相关性l = 5提供测试在~ 99%CL或更强的四极模型，使温度对齐超过百分之几的可能性。作为异常模型的预测，偏振统计超越了目前主导该领域的后验推理。
2008-04-25 astro-ph
Alternative Multipole Vectors for the CMB Temperature Fluctuations
我们引入新的，低的$\ell$，多极的CMB温度波动矢量。一个非常强大的四极和八极矢量的对齐，以及观察到一个显着低的decerative这些矢量相对于银道面。
2005-03-22 astro-ph
Suppressing CMB Quadrupole with a Bounce from Contracting Phase to Inflation
最近公布的WMAP数据显示，CMB温度涨落中的四极子值很低，这证实了COBE早期的观测结果。在本文中，一个方案，其中一个收缩阶段之后是一个通货膨胀阶段，被构造。我们计算的扰动谱，并表明，这种情况下可以提供一个合理的解释较低的CMB各向异性大角度尺度。
2003-10-22 astro-ph hep-ph hep-th
Anomalies in the low CMB multipoles and extended foregrounds
我们讨论了如何扩展前景的宇宙微波背景（CMB）可以解释的异常，在低多极的CMB各向异性。解释这些异常所需的畸变与本超星系团（LSC）的空间几何结构中的冷点和Δ T_2 ~ 50 microK^2量级的温度四极子相一致。如果从CMB数据中减去这个假设的前景，四极（l=2）的幅度就会大大增加，四极与八极（l=3）在统计上不可能的对齐就会大大减弱，从而大大增加了“干净”地图的可能性。通过将前景放置在随机位置上，然后计算清洁地图的可能性，我们可以估计该前景最可能的位置。虽然1年的WMAP数据清楚地将这个假设前景的位置指向LSC或其镜面图像（即，宇宙偶极轴的两极附近），三年的数据似乎指向这些位置以及黄道北极。我们表明，这是一致的对称性的宇宙四极。我们还讨论了可能产生这种前景的一种可能机制：LSC中热电子引起的热Sunyaev-Zeldovich效应。我们认为，温度和密度的热气体，这是必要的，以产生这样的效果，虽然在预期范围内的值的上端，是勉强符合目前的观测的X射线背景的光谱失真的CMB。
2006-05-10 astro-ph
Cleaned Three-Year WMAP CMB Map: Magnitude of the Quadrupole and Alignment of Large Scale Modes
[Abridged] We have produced a cleaned map of the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) 3-year data using an improved foreground subtraction technique. We perform an internal linear combination (ILC) to subtract the Galactic foreground emission from the temperature fluctuations observed by the WMAP. We divide the whole sky into hundreds of pixel groups with similar foreground spectral indices over a range of WMAP frequencies, apply the ILC for each group, and obtain a CMB map with foreground emission effectively reduced. With the resulting foreground-reduced ILC map, we have investigated …
2006-08-05 astro-ph
A high resolution foreground cleaned CMB map from WMAP
我们对WMAP地图进行独立的前景分析，以生成一个经过清理的CMB地图（可在线获得），用于与例如星系和X射线图我们使用Tegmark & Efstathiou（1996）技术的一个变体，该技术是完全盲的，对CMB功率谱、前景、WMAP检测器噪声或外部模板没有任何假设。与WMAP团队制作的前景清洁内部线性组合地图相比，我们的地图具有包含较少的非CMB功率（来自前景和探测器噪声）的优势。这种差异在第一个声学峰值及以下的角度尺度上最为重要，因为我们的清洁地图是在最高（13 '）而不是最低（49'）的WMAP分辨率上。我们还制作了一个维纳滤波的CMB地图，代表我们最好的猜测，CMB天空实际上看起来像什么，以及CMB免费地图在五个WMAP频率有用的前景研究。我们认为，我们的CMB地图是足够干净的，最低的多极可以测量没有任何星系切割，并获得四极值，略低于从切割天空WMAP团队分析。这可以从CMB四极图中理解，它显示出它的大部分能量落在银河系切割区域内，似乎是巧合。有趣的是，四极子和八极子的能量都被抑制在一个特定的空间轴上，该轴在两者之间，大致朝向室女座的（l，b）\~（-110，60）。
2003-07-26 astro-ph
Double Inflation and the Low CMB Quadrupole
最近公布的WMAP数据显示，CMB温度涨落中的四极子值很低，这证实了COBE早期的观测结果。本文考虑两个不同质量的暴胀子$V(ϕ_1,ϕ_2)={1\over 2}m_1^2ϕ_1^2 + {1 \over 2} m_2^2 ϕ_2^2$，$m_1>m_2$的模型，研究了它在小$k$时抑制原始功率谱$P(k)$对CMB的影响.在这个模型中，暴胀首先由较重的暴胀子$ϕ_1$驱动，然后由较轻的场$ϕ_2$驱动。但中间没有中断。我们数值计算的标量和张量的功率谱模式的模式积分，然后拟合模型的WMAP温度相关TT和TE的温度偏振光谱。结果表明，在$m_1\sim 10^{14}$ GeV和$m_2\sim 10^{13}$ GeV下，该模型解决了平坦性{ \it etc.}并且预测的CMB四极子可以远低于标准幂律$Λ$ CDM模型。
2003-08-04 astro-ph hep-ph
CMB Observations with a Compact Heterogeneous 150 GHz Interferometer in Chile
我们报告的设计，第一个观测季节，并从一个新的原型毫米波干涉仪，MINT的数据分析。MINT由四个145 GHz SIS混频器组成，在双边带模式下工作，采用紧凑的异构配置。信号频带由单片信道化器细分，之后以数字方式执行天线之间的相关。2 GHz频带中的典型接收器灵敏度为1.4 mK sqrt（s）。MINT观测了智利高原的宇宙微波背景。该地点天顶的夜间平均气温为9 K（不包括CMB）。对火星、木星和安装在望远镜上的校准源的观测建立了系统的相位和星等稳定性。MINT是第一个在50 GHz以上工作的CMB专用干涉仪。同一类型的系统可用于探测217 GHz的SZ零附近的星系团中的Sunyaev-Zel'dovich效应。我们提出了一个分析边带分离，数字采样数据记录的阵列。基于2001年下半年采集的215小时数据，我们在Δ T < 105 microK（95%conf）的Δ ell=1540附近的Δ ell=700宽度带中设定了CMB各向异性的上限。增加的灵敏度可以通过更多的积分时间、更大的带宽和更多的元件实现。
2005-01-27 astro-ph
Data Compression for CMB Experiments
我们讨论CMB实验的数据压缩。虽然通过二次估计器或局部带功率对C_1频带进行“激进压缩”可能会大大节省计算时间，但它们在恢复全似然方面比信噪比本征模压缩方法做得差得多。
1997-02-13 astro-ph
CMB-induced Cluster Polarization as a Cosmological Probe
星系团中自由电子对温度各向异性四极子的散射导致了宇宙微波背景（CMB）起伏中的二次极化信号。在低的红移，温度四极包含一个显着的贡献，从集成的萨克斯-沃尔夫（ISW）效应与密度波动的增长。使用偏振数据从一个样本的集群在一个广泛的范围内的红移，可以建立统计的存在ISW效应，并确定其红移的演变。考虑到ISW效应对背景宇宙学的强烈依赖性，星系团极化最终可以被用作暗能量的有力探测器。作为进一步的应用，我们还讨论了如何使用它来了解大规模潜在的电力缺乏。
2003-04-23 astro-ph
A Fast Method For Bounding The CMB Power Spectrum Likelihood Function
随着对宇宙微波背景（CMB）辐射的观测达到越来越高的角分辨率，所得数据集的大小成为对其分析的严重限制。特别是当前的算法，以确定的位置，并在，从一个一般的$N_{p}$ -像素CMB天空地图比例为$O(N_{p}^{3})$的功率谱似然函数的峰值曲率。此外，目前最好的算法-二次估计-是一个牛顿-拉夫森迭代计划，因此需要一个“足够好”的起点，以保证收敛到真正的最大值。在这里，我们提出了一个算法来计算在参数空间中的任何一点使用高斯正交的似然函数的界限，并表明，明智地应用，它的规模只有$O(N_{p}^{7/3})$。虽然它没有提供直接的曲率信息，我们展示了这种方法是如何非常适合直接估计宇宙学参数，并提供一个粗略的功率谱似然函数图，从中选择更精细的技术的起点。
1998-03-10 astro-ph
Reionization Revisited: Secondary CMB Anisotropies and Polarization
二次CMB各向异性和极化提供了一个实验室，研究结构形成的再电离时代。本文研究了轻度非线性大尺度结构中的动力学Sunyaev-Zel'dovich效应，证明了它是微扰Vishniac效应的自然推广。如果气体追踪暗物质到10阶的超密度，正如模拟所预期的那样，这种效应至少可以与弧分尺度下的维什尼亚克效应相媲美。在较小的尺度上，它可以用来研究气体的热历史相关的集群。极化是通过汤姆逊散射的原始四极各向异性，动力学（二阶多普勒）四极各向异性和固有散射四极各向异性。小尺度极化是由这些源的密度和电离调制引起的。这些效应一般产生可比的E和B宇称极化，但在绝热CDM模型中的幅度可以忽略不计（0.001-0.01 uK）。然而，原始和动力学四极杆是今天的观测可比，使零检测的B-极化将设置约束的演变和速度场的一致性。相反，即使在大角度下探测到宇宙学B偏振，也不一定意味着存在重力波或涡旋。对于这些计算，我们开发了一个全天空概括的Limber方程，允许任意的本地角度依赖的源标量和对称的无迹张量场的天空。
2000-02-18 astro-ph
Analysis of the Kamionkowski-Loeb method of reducing cosmic variance with CMB polarization
在星系团方向的CMB偏振信号的一部分是由CMB温度四极的汤姆逊散射产生的。原则上，这允许测量CMB功率谱谐波$C_2(z)$，其精度（在$z>0$）高于由一个CMB天空上的样本方差所施加的宇宙方差极限。然而，如果簇之间的共动分离足够小，则观察到的信号是统计相关的。因此，正如Kamionkowski和Loeb首先指出的那样，我们不能将样本方差减少超过产生不相关信号的可用单独区域的数量。在本文中，我们详细分析了Kamionkowski和Loeb概述的过程，通过考虑我们过去光锥上温度各向异性的球谐展开系数的变化来计算偏振信号的相关性。我们发现，事实上，宇宙方差是不能减少以下的单天空CMB值使用集群的方法。因此，这种方法不太可能用于重建原始功率谱。然而，该方法确实产生了作为红移函数的$C_2$的测量，在更高的红移处具有增加的精度，因此可能是抑制四极的机制的探针。（节略）
2004-09-08 astro-ph
Analyzing weak lensing of the cosmic microwave background using the likelihood function
未来的实验将产生宇宙微波背景的高分辨率温度图，并有望通过干预大尺度结构揭示引力透镜的特征。我们构建了全天空最大似然估计，使用透镜效应来估计这些结构的投影密度（收敛），其功率谱，以及与其他观测量的互相关。这与早期的二次估计方法，泰勒扩展所观察到的CMB温度的线性顺序的透镜偏转角，这些方法给出了估计的温度收敛相关的CMB三点关联函数和收敛功率谱的CMB四点关联函数，这可能是有偏见的，非最佳的，由于超出线性顺序的条款。我们表明，足够弱的透镜，最大似然估计减少到计算要求不高的二次估计。极大似然和二次方法进行了比较，通过评估的均方根（RMS）的误差和偏差在重建的收敛图在数值模拟中，它被发现，无论是RMS误差和偏差的顺序为百分之一的情况下，普朗克和顺序为10- 20%的1弧分束实验。我们的结论是，从这些实验获得的温度数据恢复透镜信息，二次估计接近最优，但需要进一步的工作，以确定这是否也是CMB偏振场的透镜的情况。
2002-09-24 astro-ph
CMB Polarization due to Scattering in Clusters
星系团中的宇宙微波背景（CMB）散射使辐射极化。我们探讨了几个极化分量，它们的起源在运动学四极矩引起的散射电子的运动，无论是定向或随机。极化水平和模式确定在一个集群模拟的流体力学恩佐代码。我们发现，偏振信号可以高达$\sim 1 μ$ K，一个水平，可能是检测到即将到来的CMB实验。
2006-02-24 astro-ph
Aspects of the Cosmic Microwave Background Dipole
宇宙微波背景（CMB）实验通常通过普朗克函数的泰勒展开式中的第一项（给定频率下的强度与温度之间的关系）从测量的强度起伏推断温度起伏。然而，随着即将到来的普朗克卫星，甚至可能与微波各向异性探测器，CMB偶极振幅将大到足以保证列入下一个高阶项。在偶极振幅的二次阶中，存在由偶极诱导的强度四极，其频率依赖性由普朗克函数的二阶导数给出。普朗克卫星应该能够探测到这种偶极诱导的强度四极子，并通过其频率依赖性将其与固有的CMB温度和前景四极子区分开来。这种高阶效应提供了一个鲁棒的预定目标，可以提供普朗克和MAP的大角度波动测量及其多频率前景减法技术的测试。
2002-10-07 astro-ph
Ellipsoidal Universe Can Solve The CMB Quadrupole Problem
最近三年的WMAP数据已经证实了与最佳拟合的ΛCDM预测相比，低四极振幅的异常。我们表明，允许我们的宇宙的大尺度空间几何是平面对称的偏心率在去耦或10^{-2}阶，四极振幅可以大大减少，而不影响更高的多极的温度各向异性的角功率谱。
2006-09-22 astro-ph gr-qc hep-ph
Anomalous CMB north-south asymmetry
几个精确的分析揭示了统计上显着的南北黄道不对称的大角度相关强度的宇宙微波背景（CMB）辐射温度场数据从威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）。这种不对称性与和谐宇宙学模型LCDM中预期的统计各向同性不一致。有人建议，这种大角度各向异性和异常CMB四极-八极平面排列之间存在一种可能的因果关系。反过来，后面的现象（或两者）可能是CMB数据中一个或多个以下不希望的影响的结果：数据处理或仪器表征中的系统误差，残留前景，以及由不完整的天空CMB数据引起的大角度相关性（需要切割天空掩模来拒绝银河前景）。在这里，它被证明，南北（NS）的不对称性是无关的四极（l=2）和八极（l=3）的属性，因为我们发现，在高置信水平，这种大角度的各向异性在三年和五年的WMAP CMB地图只包含多极组件4 <= l <= 10。统计显著性取决于分析的CMB图以及用于排除前景的切割天空遮罩。NS-不对称性的显著性水平在KQ 75的五年WMAP数据中（> 90%CL）低于在Kp 0的三年数据中（> 96%CL）。此外，鲁棒性测试表明，NS-不对称的统计显著性的影响，使用KQ 85和KQ 75掩模在五年单频WMAP CMB地图，而它是不敏感的应用程序的Kp 2和Kp 0掩模在三年单频WMAP CMB地图。
2008-09-05 astro-ph
The Angular Trispectrum of the CMB
我们研究了CMB温度四点函数的一般性质，特别是它的谐波模拟的角度三谱，并说明其实用性，通过弱引力透镜效应找到最佳的二次统计。我们确定的一般形式的三谱，旋转，置换和奇偶不变性的假设下，其估计的天空，和高斯噪声的性质。在三谱的信号噪声可以是高度依赖于配置和任何二次统计用于压缩的信息到一个可管理的两点的水平必须仔细选择。通过一个系统的研究，我们确定的情况下，透镜一个特定的统计量，发散的过滤温度加权的温度梯度图，包含最大的信号噪声比，并减少了方差的估计的大规模收敛功率谱的数量级超过以前的梯度梯度技术。在LCDM宇宙学中，普朗克卫星透镜效应的总信噪比为60阶。
2004-02-14 astro-ph
Parity violation constraints using 2006-2007 QUaD CMB polarization spectra
我们约束宇称违反相互作用的最后散射的表面，使用光谱从QUaD实验的第二和第三个赛季的观测，通过搜索一个可能的系统旋转的CMB光子的偏振方向。我们测量的旋转角，由于这种可能的“宇宙双折射”是0.55度。+/- 0.82度（随机）+/- 0.5度（系统地）使用QUaD的100和150 GHz TB和EB光谱在多极范围200 < l < 2000，与零一致，并将洛伦兹破坏相互作用限制在< 2^-43 GeV（68%置信限）。这是迄今为止在宇宙学尺度上对电动宇称破坏的最佳约束。
2009-04-02 astro-ph hep-ph
How to measure CMB polarization power spectra without losing information
本文提出了一种在天空覆盖不完全的情况下测量CMB偏振功率谱的方法，并用Boomerang 2001和MAP等模拟实例进行了验证。通过增加一个额外的步骤的二次估计方法，我们发现，E和B的功率谱可以有效地解开角尺度上大大小于宽度的天空补丁在西北方向。我们发现，基本的二次和最大似然方法显示出不必要的灵敏度系统误差时，涉及到的T-E互相关，并显示如何消除这个问题可以忽略不计的成本，在增加的错误酒吧。我们还测试了广泛使用的近似值，样本方差尺度与天空覆盖范围成反比，并发现它是一个很好的近似尺度大大小于天空补丁。
2001-07-25 astro-ph
Primordial quadrupole-induced polarisation from filamentary structures and galaxy clusters
本文首次利用流体动力学模拟大尺度结构计算了星系团和星系丝的宇宙微波背景偏振功率谱。我们给出了在$\ell \sim 560$和20000之间的CMB四极诱导极化的$E$和$B$模功率谱。我们发现，从温暖的电离气体的贡献占主导地位的极化信号从星系团在大尺度上（$\ell \sim 1000$以下）超过一个数量级，并在小尺度上（$\ell \gsim 10000$）的约2倍。我们研究了功率谱与$σ_8$的关系。假设功率谱像$σ_8^n$一样变化，我们发现细丝的功率谱为$n=3.2-4.0$，而团簇的功率谱为$n=3.5-4.6$。
2004-09-13 astro-ph
Does the small CMB quadrupole moment suggest new physics?
受WMAP确认CMB温度涨落的四极矩值非常低的启发，我们研究了在低波数下切断原始功率谱P（k）对CMB的影响。例如，这可能是由于暴胀子势的破裂、物质或辐射占主导地位的前一时期、或耦合到暴胀子的振荡标量场引起的。我们重新分析了完整的WMAP参数空间，并补充了P（k）的低k截止值。温度相关性本身通过截止光谱更好地拟合，但是包括TE温度-偏振光谱将这种偏好降低到1.4西格玛效应。包含大尺度结构数据不会改变结论。如果认真对待，低k截止与光学深度相关，因此再电离发生的时间甚至比WMAP分析所显示的更早。
2003-08-25 astro-ph hep-ph hep-th
Gravitational lensing as a contaminant of the gravity wave signal in CMB
早期宇宙中的重力波在宇宙微波背景中产生B型极化，可以作为测量暴胀能量标度的一种直接方法。引力透镜通过将主导E偏振转换成B偏振来污染GW信号。通过从CMB本身重构透镜势，可以净化由透镜引起的B模。我们目前的数值模拟结果的B模式去透镜使用二次和迭代最大似然透镜重建方法作为探测器噪声和光束的函数。在我们的模拟中，我们发现二次方法可以减少透镜B噪声功率高达7倍，接近无噪声限制。相比之下，即使在我们测试的最低噪声水平下，迭代方法也显示出显着的改进。我们明确地证明，使用这种方法，透镜诱导的B功率至少可以降低40倍的噪声功率，这表明在没有天空切割、前景和仪器系统学的情况下，T/S=10^-6是可以实现的。虽然我们没有发现任何基本的下限，由于透镜，我们发现，对于高灵敏度的探测器残留透镜噪声占主导地位的探测器噪声。
2003-10-06 astro-ph
New Measurements of Fine-Scale CMB Polarization Power Spectra from CAPMAP at Both 40 and 90 GHz
我们提出了新的测量宇宙微波背景（CMB）的极化从宇宙各向异性极化MAPper（CAPMAP）的最后一个赛季。该数据集是在2004-2005年冬季获得的7米天线在克劳福德山，新泽西州，从12 W波段（84-100 GHz）和4 Q波段（36-45 GHz）的相关偏振仪与3.3'和6.5'的波束尺寸，分别。应用选择标准后，956（939）小时的数据可用于W波段（Q波段）数据分析。两个独立和互补的管道产生的结果非常一致。一系列广泛的零值测试和大量的模拟表明，系统误差很小，对W波段和Q波段天空图的比较显示，没有银河系前景的污染。我们报道了在200 < l < 3000范围内的7个波段的E模和B模功率谱，将以前的测量范围扩展到更高的l。在11西格玛意义上检测到的E-模式光谱与宇宙学预测以及以前在其他频率和角分辨率的工作一致。BB功率谱提供了迄今为止B模式功率的最佳极限之一，为4.8 uK^2（95%置信度）。
2008-02-07 astro-ph
Superhorizon Perturbations and the Cosmic Microwave Background
超视界扰动通过Grishchuk-Zel'dovich效应在宇宙微波背景（CMB）中引起大尺度温度各向异性。我们分析了单模绝热超视界微扰产生的CMB温度各向异性。我们表明，在LCDM宇宙中的绝热超视界扰动不产生CMB温度偶极子，我们从CMB四极和八极的测量超视界电位扰动的振幅和波长的约束。我们还考虑了曲率场的超视界波动的约束，这是最近提出的CMB半球功率不对称的来源。
2008-08-11 astro-ph
On Open Inflation, the string theory landscape and the low CMB quadrupole
宇宙学家已经接受了一个特殊的特设公式，用于计算具有$Ω_0 < 1$的宇宙的暴胀的原始功率谱。然而，在"弦论“背景下重新引起人们兴趣的所谓”开放暴胀“模型给出了不同的结果，并提供了一个更全面的宇宙学图景和$Ω_0 < 1$暴胀的基本物理基础。开放暴胀的功率谱不仅取决于$Ω_0$，还取决于驱动宇宙{大爆炸之前的\em}（在宇宙的另一部分）的有效场的参数。本文认为，在CMB温度各向异性数据，可能反映了一个原始的频谱的开放式膨胀形式的功能搜索。我们想知道，这项研究是否能教会我们描述大爆炸发生前宇宙的高能物理学，甚至可能解释低CMB四极子。不幸的是，我们的结论是，我们考虑的具体功能是不可观察的，即使与未来的实验，虽然我们注意到一个可能的漏洞与我们使用的薄壁近似。
2004-09-09 astro-ph hep-th
Improved Measurements of the CMB Power Spectrum with ACBAR
本文报道了用弧分宇宙学测辐射热计阵列接收机（ACBAR）对宇宙微波背景（CMB）辐射温度各向异性的改进测量。在本文中，我们使用一种新的分析技术，包括30%以上的数据从2001年和2002年的观测季节比第一次发布，以获得一组新的带功率测量显着更小的不确定性。先前使用的基于行星的校准已被替换为比较ACBAR和BOOMERANG测量的RCW 38的通量，以将基于WMAP的BOOMERANG校准转移到ACBAR。由此产生的功率谱是一致的空间平坦，暗能量占主导地位的LCDM宇宙学，包括引力透镜的影响的理论预测。尽管在小的角度尺度上的指数阻尼，检测到的主要CMB波动的信噪比大于4的多极l=2000。这种精细尺度CMB功率谱精度的提高只会导致标准宇宙学模型参数的不确定性适度降低。在高角分辨率下，二次各向异性被预测为对测量的各向异性的显著贡献。在多极范围2000 <1 < 3000内，对150 GHz处的ACBAR结果和30 GHz处的CBI结果的联合分析表明，CBI报告的功率超过预测的主要各向异性，具有与热Sunyaev-Zel'dovich效应一致且与主要CMB不一致的频谱。这里报告的结果来自于总ACBAR数据集的一个子集; 150 GHz处的最终ACBAR功率谱将包括比这里使用的有效积分时间多3.7倍和天空覆盖范围多6.5倍。
2006-11-07 astro-ph
WMAP 3yr data with the CCA: anomalous emission and impact of component separation on the CMB power spectrum
相关成分分析（CCA）使我们能够估计如何在CMB实验中混合不同的扩散排放，利用其他调查的补充信息。处理可能的附加组件特别有用。CCA的应用WMAP地图假设只有典型的银河系的排放量存在，突出了广泛存在的光谱平坦的“同步加速器”的组成部分，很大程度上不相关的同步加速器模板，这表明一个额外的前景确实需要。我们已经测试了这种成分的各种光谱形状，即如果它是平坦的同步加速器，则如预期的幂律，以及可能适合旋转尘埃发射的两种光谱形状：logS - log（频率）平面中的抛物线和灰体。对重建的CMB图进行的质量测试显然不利于两种模型。利用三个幸存的前景模型重建的CMB图估计的CMB功率谱与WMAP的功率谱基本一致，尽管其中至少有一个给出了比WMAP团队发现的更高的四极矩。考虑到前景建模的不确定性，我们发现，三个“好”模型的平均四极振幅低于标准LambdaCDM模型的预期小于1西格玛。此外，除了l~40处的过剩屈光度外，发现其他报告的模型预测偏差在统计学上不显著。我们证实了在大尺度（l < 20）CMB各向异性中存在显著的南北不对称性的证据。我们还提出了第一个，虽然是初步的，全天空地图的“异常”组件。
2007-07-24 astro-ph
A Low CMB Quadrupole from Dark Energy Isocurvature Perturbations
我们解释了绝热暗能量模型中温度四极的起源，并探讨了尺度不变的等曲率暗能量扰动导致温度四极急剧抑制的机制。该模型需要与曲率和等曲率波动相关的曲率和等曲率波动，并且在约95%的置信水平下在平坦尺度不变模型中受到WMAP数据的青睐。在暴胀背景下，如果曲率起伏源于暴胀子的可变衰减率，则可以建立引力波关系;然而，这样的模型往往会过度预测引力波。这种等曲率模型可以在未来区别于替代品，涉及减少大规模的功率或修改的暗能量的声速，通过极化和它的交叉相关性与温度。等曲率模型保留了与绝热模型相同的偏振波动，但减少了相关的温度波动。我们在附录中提出了一个关于暗能量波动的教学讨论。
2004-12-03 astro-ph hep-ph
Can the Local Supercluster explain the low CMB multipoles?
我们发现，在局域超星系团（LSC）中由超热电子引起的热Sunyaev-Zeldovich效应可以解释WMAP和COBE观测到的宇宙微波背景（CMB）的异常四极和八极。考虑到观测到的低四极所需的失真是LSC方向上的一个点，对于ν~ 20 - 90 Ghz光子，温度降低了ΔT \approx - 7 μK。能够产生这种效应的热气体的温度和密度与X射线背景的观测结果一致。如果从WMAP数据中减去这个假设的前景，我们发现四极（l=2）的振幅大大增加，四极和八极（l=3）的“平面性”减弱。对于较小的尺度，效果衰减，至少在我们的简化模型中，它不影响角功率谱在l>10。此外，由于Sunyaev-Zeldovich效应增加了频率高于218 GHz的光子的温度，在该范围内敏感的观测（如普朗克的HFI）将能够确认LSC是否确实影响CMB。
2003-12-22 astro-ph gr-qc hep-th
Probing neutrino masses with CMB lensing extraction
我们评估未来的宇宙微波背景（CMB）实验的能力，测量功率谱的大尺度结构使用二次估计的弱透镜偏转场。计算了BICEP、QUaD、BRAIN、ClOVER和PLANCK等CMB实验对当前中微子振荡数据所指示的非零总中微子质量M_nu的灵敏度。我们发现，这些实验极大地受益于透镜提取技术，提高他们的一个西格玛灵敏度M_nu的四个因素。普朗克和SAMPAN小型卫星项目的数据结合起来将导致sigma（M_nu）= 0.1 eV，而小到sigma（M_nu）= 0.035 eV的数值是在基于带有被动冷却3-4米孔径望远镜的测辐射热计的空间飞行任务的范围之内，这是目前正在研究的最雄心勃勃的项目的代表。我们表明，我们的研究结果是强大的，不仅考虑到可能的困难，从主CMB信号减去天体物理前景，但最小的宇宙学模型（λ混合暗物质）是广义的，以包括一个可能的标量倾斜运行，一个恒定的状态方程参数的暗能量和/或额外的相对论自由度。
2006-02-01 astro-ph hep-ph
The Gravitational-Wave contribution to the CMB anisotropies
本文研究了冷态和混合暗物质（CDM和MDM）模型中随机引力波背景对宇宙微波背景各向异性的可能贡献。我们测试这一贡献对最近检测到的CMB各向异性在大和中等角度尺度。我们的似然分析表明，与蓝色功率谱（$n \simeq 1.2$）和张量的标量四极比的$R = C_2^T /C_2^S \sim 2$模型是最一致的各向异性数据考虑在这里。我们发现，通过在CMB数据分析中包括这种背景的可能性，它可以彻底改变关于其余宇宙学参数的结论。
1999-01-17 astro-ph gr-qc
The CMB Quadrupole depression produced by early fast-roll inflation: MCMC analysis of WMAP and SDSS data
一般来说，暴胀子的经典演化在慢滚状态之前有一个短暂的快滚阶段。快速滚动阶段导致曲率和张量扰动的纯吸引势（该势在慢速滚动中是纯排斥的）。这种吸引势降低了曲率谱和B模谱的CMB四极矩。一个新的宇宙学参数出现了：这个引力势的随动波数k_1特征标度。k_1恰好在从快转到慢转的过渡处退出视界。fastroll阶段通过传递函数D（k）动态地修改初始功率谱。我们通过求解暴胀子演化方程来计算D（k）。当k < k_1时，D（k）抑制了原始幂，并且具有标度性质D（k）= Psi（k/k_1），其中Psi（x）是通用函数。我们对包括快滚阶段的WMAP/SDSS数据进行MCMC分析，发现k_1 = 0.266/Gpc。四极模k_Q = 0.242/Gpc在k_1之前的1/10倍的水平处退出。我们比较fastroll适合适合与原始电源上的一个尖锐的较低的截止。对于TT、TE和EE模，Fastroll的拟合比锐截止的拟合稍好一些，而且，我们的拟合给出了r的非零下界，而对于其他宇宙学参数，我们基本上得到了LCDM模型的下界。在慢滚阶段之前k_Q离开视界的事实意味着暴胀过程中的总折叠数N_{tot}有一个上限。结合辐射主导时期的估计，我们得到N_{tot} ~ 66，边界62 < N_{tot} <82。我们用WMAP-5/ACBAR-2007/SDSS数据重复了分析，证实了整体情况。
2008-06-03 astro-ph gr-qc hep-ph
