CMB polarization induced by stochastic magnetic fields
Massimo Giovannini, Kerstin E. Kunze
CMB偏振观测量（即E-和B-模式）的完整计算报告内的常规$Λ$ CDM范例补充随机磁场。有趣的观点，目前和即将到来的CMB偏振实验的概述。
The complete calculation of the CMB polarization observables (i.e. E- and B-modes) is reported within the conventional $Λ$CDM paradigm supplemented by a stochastic magnetic field. Intriguing perspectives for present and forthcoming CMB polarization experiments are outlined.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Spectral Dependence of CMB Polarization and Parity
宇宙微波背景辐射（CMBR）的偏振可以作为非标准宇称破坏相互作用的探针。许多这样的相互作用在粒子物理学模型中得到了预测，这些模型来自于额外维度的理论，如超弦理论。这些相互作用产生的旋光性取决于宇称破坏场的时空性质。特别地，可以获得偏振轴的频率相关的差分旋转。频率依赖性的形式是敏感的奇偶奇背景场的时间演化。因此，人们可以通过极化测量的CMBR研究广泛的一类奇偶违反运营商。
Cosmological CPT Violation, Baryon/Leptogenesis and CMB Polarization
本文研究了宇宙学CPT破坏及其在重子/轻子生成和CMB极化中的意义。我们特别提出了一个变种的引力leptogenesis模型。通过马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法进行全局分析，我们发现目前的CMB偏振观测从三年的WMAP（WMAP 3）和2003年飞行的BOOMERANG（B 03）的数据提供了一个弱的证据，我们的模型。然而，为了验证，特别是排除这种类型的重子/leptogenesis与宇宙学CPT破坏的机制，未来的测量从普朗克和CMBpol的CMB偏振是必要的。
Ellipsoidal Universe Induces Large Scale CMB Polarization
我们计算了由宇宙空间几何的各向异性引起的宇宙微波背景的大尺度极化。假设偏心率约$0.64 10^{-2}$去耦，我们发现$ΔT_{pol}/ T_0 \simeq 0.53 10^{-6}$非常接近威尔金森微波各向异性探测器检测到的偏振的平均水平。
Statistical Isotropy of CMB Polarization Maps
我们制定统计各向同性的CMB各向异性地图在其最一般的形式。我们还提出了一个快速和方向无关的统计方法来确定偏离统计各向同性的CMB偏振图。CMB偏振图偏离SI的统计测试的重要性不仅在于有趣的理论动机，而且还在于测试清洁CMB偏振图的观测伪影，如偏振前景发射的残差。我们提出了一个推广的双极功率谱（BiPS）极化地图。在WMAP三年数据发布后，将很快可以应用于观测到的CMB偏振图。作为一个演示，我们表明，对于E-偏振，这个测试可以检测到由于偏振同步加速器前景的统计各向同性的故障。
From Equivalence Principles to Cosmology: Cosmic Polarization Rotation, CMB Observation, Neutrino Number Asymmetry, Lorentz Invariance and CPT
本文综述了宇宙极化旋转观测的方法，并对当前的研究现状进行了展望。在研究等效原理之间的关系时，我们发现长程赝标光子相互作用是允许的。赝标量-光子相互作用会引起传播的电磁波的线偏振随宇宙学/天体物理学距离的旋转。2002年，DASI成功地观测到了宇宙微波背景辐射的偏振。2003年，WMAP在宇宙微波背景中观测到了10 σ以上的偏振与温度各向异性的相关性。从WMAP观测中的这种高偏振-温度相关性出发，我们将宇宙微波背景（CMB）传播的线偏振旋转限制在0.1 rad。赝标-光子相互作用正比于赝标场的梯度。从唯象的观点来看，这个梯度可以是中微子数不对称流，也可以是其他密度流，或者是一个常数矢量。在这些情况下，洛伦兹不变性或CPT可能会或可能不会被有效地违反。在本文中，我们回顾和汇编各种结果。预计明年发射的普朗克卫星将提高CMB偏振观测的精度。未来一个专门的CMB偏振观测器将更深入地探讨这一基本问题。
Cosmological Magnetic Fields and CMBR Polarization
本文简单介绍了CMBR的极化物理和CMBR在宇宙磁场中的法拉第旋转。讲座的内容如下：1.光子偏振的描述。2. CMBR的极化场3.法拉第效应。4.宇宙磁场。5. CMBR偏振的法拉第旋转。
Multi-frequency Wiener filtering of CMB data with polarization and estimation of cosmological parameters
本文提出了一种用于测量CMB偏振的前景污染扣除方法。本文计算了普朗克探测器高频仪器（HFI）的CMB偏振和温度-偏振互相关功率谱的误差，并估计了相应的宇宙学参数误差。
Cosmic string lens effects on CMB polarization patterns
扩展Kaiser-Stebbins机制，我们在这里提出了一种方法，用于检测遗迹的拓扑缺陷，如宇宙弦的基础上透镜诱导的小尺度B型极化的CMB。暴胀模型中，宇宙的大尺度结构从暴胀子涨落中出现，但并不排除在暴胀阶段结束时形成拓扑缺陷。在这种情况下，我们表明，一个字符串上的小规模的E-型偏振的CMB的透镜效应诱导了大量的B-型偏振沿视线。估计不同分辨率的CMB实验的影响的幅度。
Enhanced polarization of CMB from thermal gravitational waves
如果暴胀之前是辐射时代，那么在暴胀时将存在引力子的去耦热分布。暴胀过程中产生的引力波将通过受激发射的过程放大到现有的引力子热分布中。因此，通常的零温标不变张量谱被修正的温度依赖因子。这个热校正因子在大角度下将CMB的$B$模式偏振放大了一个数量级，现在可能在WMAP的可观测范围内。
Galactic dust polarized emission at high latitudes and CMB polarization
我们估计了银河系高纬度地区的尘埃偏振辐射，这是利用普朗克探测器上的高频仪器（HFI）测量CMB偏振的主要前景。我们将其与CMB极化水平进行比较，得出结论，对于角尺度$\le 1^{\circ}$，标量诱导的CMB极化和温度-极化互相关远大于$ν\simeq 100 GHz$处的前景水平。张量引起的信号似乎最多与前景水平相当。
Polarization of the CMB Anisotropy
我回顾为什么我们期望CMB各向异性被极化，我们可以从研究极化和它所提出的实验挑战的水平学到什么。当前和未来的偏振敏感实验的讨论将集中在普朗克的预期灵敏度。
Gravitational Wave Induced Large-scale Polarization of \\Cosmic Microwave Background Radiation
讨论了引力波对宇宙微波背景辐射各向异性和极化的贡献。结果表明，对于标准复合宇宙，CMBR的大尺度极化小于1%.物质再电离效应将使CMBR的极化增强到10%的水平.我们计算了两种极端情况下的CMBR偏振（不完全排除），发现进一步提高的比例是可能的。我们认为，在大角尺度上测量CMBR的极化可以探测早期宇宙的电离历史，对重子密度和引力波谱指数设置约束。
CMB Polarization as complementary information to anisotropies
回顾了CMB偏振的起源。特别强调的是宇宙学信息编码在它：原始波动的性质，与通货膨胀范式的连接。洞察到最近的时代也进行了讨论：早期再电离和高红移的物质分布从CMB透镜。
Measuring CMB Polarization with ESA PLANCK SubMM-Wave Telescope
分析了欧空局普朗克探测器上用于测量宇宙微波背景温度各向异性和偏振特性的倾斜离轴双反射镜亚毫米波望远镜的偏振特性。
Anomalous CMB polarization and gravitational chirality
我们考虑重力打破宇称的可能性，左手和右手引力子耦合到具有不同牛顿常数的物质，并表明这将影响它们在膨胀过程中的零点真空波动。如果有重力波的宇宙背景，这种效应将转化为异常的CMB极化。非零TB（和EB）偏振分量出现，揭示了有趣的实验目标。事实上，如果存在合理的手征，TB测量将提供检测引力波背景的最简单方法。我们推测这种观察的理论含义。
Separation of the Galactic Synchrotron Foreground and the CMB Polarization Measurements
CMBR的极化是对现代宇宙学的有力检验。它可以打破基本宇宙学参数的简并，也可以观察到引力波背景对CMBR各向异性的贡献。为了观察CMBR偏振，正在进行或计划进行几项实验，SPOrt是欧空局计划的最有希望的实验之一。同时，CMBR偏振的观察是一项艰巨的任务，原因之一是偏振前景发射的存在。例如，银河系的偏振同步辐射（根据一些估计）可以完全模拟CMBR的偏振。然而，人们可以利用天空中辐射分布的球谐函数的数学性质来分离不同的贡献。本文讨论了偏振同步辐射前景的数学性质和产生偏振同步辐射前景的物理机制。讨论了同步辐射偏振与密度宇宙学扰动产生的偏振的分离问题。
The CMB polarization: status and prospects
宇宙微波背景（CMB）偏振的研究仍处于开拓阶段，但有望在不久的将来为宇宙学带来巨大的进步，就像过去几年对CMB总强度各向异性的高精度观测彻底改变了我们对宇宙的认识一样。在这篇文章中，我们概述了观测CMB偏振的科学案例，并回顾了该领域目前的观测状况和未来的实验前景。
General Statistical properties of the CMB Polarization field
天空中宇宙微波背景（CMB）的偏振分布由原初密度扰动的随机高斯分布假设决定。这个假说是由暴胀宇宙学很好地激发的。因此，检验CMB偏振场的统计性质与原初密度涨落的高斯性的一致性，是研究宇宙中原初不均匀性本质的现实途径。本文对CMB偏振场的一般统计特性进行了理论预测。所有结果都是在假设信号具有高斯性质的情况下得到的。我们特别注意以下两个问题。第一，极化为零的极化场奇点的分类和统计。二是拓扑等值线的极化度值。我们研究了"强“和"弱”极化区的渗流性质。我们还计算了CMB极化场的Minkowski泛函。所有结果都是分析性的。
Classification of singular points in polarization field of CMB and eigenvectors of Stokes matrix
本文分析了偏振为零的CMB偏振场的奇异性。结果发现，奇点的分类不同于通常的三种类型已知的常微分方程。讨论了极化场的新统计性质，指出了探测原初张量扰动的新方法。
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。
Estimation of Signal and Noise Parameters from CMB Polarization Observations
我们提出了一种技术，用于确定宇宙学信号和像素噪声的光谱参数使用观测数据的CMB偏振没有任何额外的假设。我们在观测图中引入了交叉点的概念，并从理论上导出了不同偏振水平下交叉点总数的依赖关系。最后，我们利用信号在奇异点附近的统计信息，在那里纯CMB的偏振消失，以纠正最终的结果。
Small-scale CMB polarization anisotropies due to tangled primordial magnetic fields
缠结的原始宇宙磁场在宇宙微波背景辐射（CMBR）的最后散射表面（LSS）上产生微小的旋转速度扰动。这种扰动可以在大的l > 1000左右对CMBR温度和偏振各向异性做出显著贡献，如由CBI实验检测到的过量功率。磁贡献可以与大多数常规信号区分开，因为它们导致由奇宇称、B型信号主导的CMBR极化。像DASI和WMAP这样的实验已经发现了在小l.许多实验也将探测大的$l$区域。因此，我们计算极化信号，由于原始磁场，不同的光谱和不同的宇宙学参数。纠缠场的标度不变光谱红移到当前值B_{0} =3 \times 10^{-9}高斯，产生在1000-5000之间的0.3 - 0.4微开尔文量级的B型偏振各向异性。如果磁缠结的谱指数更陡，则产生更大的信号，n>-3。信号的峰值移到较大的l为一个宇宙的主导，或者如果重子密度较大。信号也将具有非高斯统计。我们还预测了小得多的E型极化，和T-E交叉相关的这些模型。
Peculiarities of anisotropy and polarization as an indicator of noises in the CMB maps
本文讨论了BOOMERANG和MAXIMA-1任务成功后现代宇宙学中出现的一些新问题。分析了CMB各向异性高峰值的统计特征，并讨论了未来MAP和PLANCK任务观测数据中可能出现的CMB各向异性高峰值的内部结构。我们已经调查了几何和统计特性的CMB偏振在这样的高孤立的各向异性峰的存在下，一个极化的像素噪声和点源。零偏振奇点附近的偏振场结构对CMB图中像素噪声和点源的水平非常敏感。
CMB Polarization at Large Angular Scales: Data Analysis of the POLAR Experiment
在DASI和WMAP最近对CMB极化的检测的推动下，即将到来的大量CMB极化实验将面临许多特定于极化的新分析任务。对于CMB偏振数据集的分析，魔鬼确实存在于细节中。考虑到这一点，我们提出的细节的数据分析的POLAR实验，最近导致最严格的上限极化的宇宙微波背景辐射在大角度尺度。我们讨论的数据选择过程中，地图制作算法，消除偏移，和似然分析，这是用来找到上限的极化。使用报告CMB斯托克斯参数的现代惯例，在95%置信度下，E型和B型偏振的这些限值均为5.0 \uK。最后，我们讨论了模拟用于测试我们的分析技术，并探讨实验的基本局限性。
CMB Polarization: Scientific Case and Data Analysis Issues
我们回顾了研究CMB偏振的科学案例。然后，我们讨论的主要问题，即将到来的偏振CMB数据的分析，如预计从气球（如BOOMERAN G）和卫星（如普朗克）实验。
CMB Polarization Data and Galactic Foregrounds: Estimation of Cosmological Parameters
我们估计的准确性，可以确定各种宇宙学参数的CMB温度和偏振数据时，各种星系的非偏振和偏振前景包括和边缘化使用多频维纳滤波技术。我们使用未来的CMB任务MAP和普朗克的规范为我们的研究。我们的结果是在定性的协议与早期的结果没有前景，虽然在大多数参数的误差较高，因为退化的极化信号的提取前景的存在。
Marginal distributions for cosmic variance limited CMB polarization data
本文给出了偏振CMB功率谱分布P（C_l）的所有边缘分布的计算方便的表达式|sigma_l），其中C_l = {C_l^TT，C_l^TE，C_l^EE，C_l^BB}表示系综平均极化CMB功率谱的集合，并且sigma_l = {sigma_l^TT，sigma_l^TE，sigma_l^EE，sigma_l^BB}实现特定极化CMB功率谱的集合。该分布描述了宇宙方差有限数据的CMB功率谱后验。这里导出的表达式是通用的，并且可能在广泛的应用中是有用的。本文介绍了两个具体的应用。首先，我们采用衍生的分布在CMB吉布斯采样框架内，并展示了一个新的条件CMB功率谱采样算法，允许不同的分仓方案为每个功率谱。这是有用的，因为大多数CMB实验对于温度和偏振具有非常不同的信噪比。其次，我们提供了新的Blackwell-Rao估计的边缘极化分布，这是相关的功率谱和似然估计。因为这些估计量代表边缘，所以它们不受相应联合表达式的指数行为的影响，而是快速收敛。
Evolution of polarization orientations in a flat universe with vector perturbations: CMB and quasistellar objects
被认为是一个平坦的弗里德曼-罗伯逊-沃克背景的矢量扰动（涡旋特有的速度场）所产生的各种影响。在存在这种类型的扰动的情况下，偏振矢量旋转。给出了一个旋转角的计算公式，并证明了旋转角不仅与观测方向有关，而且与发射红移有关。因此，不同类星体的旋转是不同的，宇宙微波背景（CMB）辐射沿着不同方向（从最后散射表面的不同点）也是不同的。由于这些旋转，在类星体极化方向的初始随机场中可能会出现一些相关性。此外，CMB的极化相关性可能会发生改变。本文同时考虑了类星体和CMB图。在具有非常大空间尺度的线性矢量模的情况下，类星体（位于红移z < 2.6）的最大旋转角似乎只有几度，而CMB的最大旋转角只有十分之几度。这些最后的旋转对CMB偏振的B模式产生了贡献，这些贡献太小而无法用普朗克观测到（在不久的将来）;然而，这些贡献足够大，可以用下一代卫星观测到，这些卫星被设计用于探测原始引力波产生的小B模式。
CMB Polarization During the Secondary Ionization of Matter
宇宙微波背景（CMB）的极化取决于宇宙中氢复合的动力学、标量扰动和引力波的功率之间的关系，以及二次电离的存在与否。宇宙微波背景辐射各向异性的光谱是目前已知的，其精确度足以得出关于宇宙学参数和物质二次电离存在的一些结论。观测数据的减少有力地表明了二次电离的存在。我们考虑了在不同的角度尺度上由标量模产生的CMB偏振在红移$z<100$的电离的效果。
Joint Analysis of CMB Temperature and Polarization Power Spectra
这篇论文被撤回了。这是一个过早提交的错误的早期草案。不久将提交一份完整的版本。
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。
Predictions on high frequency polarization properties of extragalactic radio sources and implications for CMB polarization measurements
本文提出了一种模拟河外射电源在微波频率下偏振特性的方法。NVSS调查提供了在1.4 GHz处对近2x10^6个源的偏振测量。利用该星表和GB 6观测资料，我们研究了陡谱源和平谱源的偏振度分布。我们发现前者的偏振度与通量密度是反相关的，而后者则没有相关性。利用现有的高频数据来确定偏振度分布的频率依赖性。利用这些信息和Toffolatti等人（1998）的演化模型，我们估计了\geq 30 GHz的河外射电源的偏振功率谱及其对CMB偏振图的污染。提出了两种计算点源偏振谱的方法，扩展和改进了以往分析中常用的方法。虽然河外射电源只能在低频率（<30 GHz）下严重污染CMB E模式功率谱，但它们可以严重限制CMB B模式的可探测性，直到~100 GHz。
CMB Optical Depth Measurements: Past, Present, Future
宇宙微波背景（CMB）的偏振与CMB的温度各向异性完全相同。然而，极化还有一个额外的希望，那就是精确地探测宇宙的再电离历史，并可能限制或探测暴胀产生的引力波的原始背景。我们证明，这两个CMB极化目标是相互兼容的。一个偏振计优化，以检测膨胀引力波背景签名的偏振的CMB是很好的定位，以检测现实的第一光的情况下的签名。我们还讨论了目前的结果和未来的CMB偏振实验的前景。
Cross-correlating CMB polarization with local large scale structures
我们研究异质量，有效地互相关的CMB偏振和大尺度结构从弱透镜星系调查的透镜信息编码。这些数量使我们能够利用的特殊功能的弱透镜效应的CMB B-偏振和高（40%）的两个数据集之间的互相关。我们表明，这些对象是强大的过滤效果，有一个低的内在宇宙方差（约8%的小100平方度的调查），并可以用作真空能量密度的原始约束。
Tensor-Induced CMB Temperature-Polarization Correlation in Reionized Universes
在再电离标准冷暗物质模型中，重新研究了具有标度不变谱的张量模诱导的宇宙微波背景的温度-极化关联函数。结果发现，即使在一个有大量再电离的模型中，关联函数的符号在所有角尺度上都是正的。
CMB B-mode polarization from Thomson scattering in the local universe
宇宙微波背景的偏振被广泛认为是原始引力波信息的潜在来源。引力波的贡献可以从密度扰动产生的占主导地位的CMB偏振中分离出来，因为它产生E和B偏振模式，而密度扰动只产生E偏振。因此，我们测量引力波的能力的极限是由统计和系统误差、前景和非线性演化效应（如CMB的透镜效应）决定的。通常假设大多数前景可以被移除，因为它们的频率依赖性，然而银河系或附近结构中的电子对CMB四极子的汤姆逊散射与CMB的黑体频率依赖性相同。如果来自这些附近电子的光学深度是各向异性的，则即使没有张量扰动，所产生的偏振也可以包括B模式。我们估计了银盘和附近河外结构的这种效应，发现当L<30时，它对多极L中的B极化的贡献为每对数间隔~（1- 2）× 10 ^-4μK。这远远低于未来CMB偏振卫星的可探测水平。根据它的结构和范围，银河日冕可能是一个来源的B-模式相媲美的残留的大规模透镜B-模式后，后者已被清理使用透镜重建技术。因此，对于一个非常雄心勃勃的后普朗克CMB实验来说，银河日冕中的汤姆逊散射是引力波信号的潜在污染物;相反，如果其他前景可以被清除，这样的实验可能能够限制日冕的模型。
Geometry and Statistics of Cosmic Microwave Polarization
分析了CMB偏振态的几何和统计特性。发现描述CMB偏振的矢量场的奇点并进行分类。研究了奇异点的统计分布。讨论了在CMB偏振中可能存在的张量扰动的特征。对于CMB统计的进一步分析，使用Minkowski泛函，其提供了一种技术上简单的方法来搜索与高斯分布的偏差。
Galactic Synchrotron Foreground and the CMB Polarization Measurements
宇宙微波背景（CMB）的偏振是现代宇宙学的一个强有力的观测工具。它允许打破基本宇宙学参数的简并性，人们无法仅使用各向异性数据获得，并提供了对早期宇宙中存在的条件的新见解。许多实验正在进行中，其目的是检测CMB的各向异性和偏振。然而，CMB偏振的测量受到偏振前景存在的阻碍，首先是我们银河系的同步辐射，其重要性随着频率的降低而增加，并在频率低于$\simeq 50$ GHz时主导偏振漫射辐射。在过去，CMB和同步加速器的分离是结合在不同频率下对同一天空区域的观测进行的。在本文中，我们表明，同步加速器和尘埃前景的偏振分量的统计特性是不同的CMB的偏振分量的统计特性，因此可以建立一个统计估计，允许提取的偏振分量的CMB从单频数据时，偏振CMB信号只是一小部分的总偏振信号。该估计器提高了CMB的偏振分量的信噪比，并且将频率从大约50GHz降低到大约20GHz，在该频率以上可以从漫射辐射的单频图提取CMB的偏振分量。
Polarization of the CMB photons crossing the galaxy clusters
本文研究了星系团中由于各向异性辐射的汤姆逊散射引起的宇宙微波背景（CMB）偏振的局域效应。CMB的局部各向异性是由一些引力和散射效应产生的，例如Sunyaev Zel'dovich效应，由于星团运动引起的多普勒频移和引力透镜。由此产生的各向异性$ΔI / I$取决于星系团的物理性质，特别是它们在X波段的发射率、它们的大小、它们的引力势以及表征星系团气体的特殊条件。通过求解存在这种各向异性时的玻尔兹曼辐射转移方程，计算了一些已知性质的团簇A2218、A576和A2163中心的平均偏振度。证明了由于团簇的收缩或膨胀而产生的引力效应对SZ效应有一定的影响，并对SZ效应起支配作用，特别是对高密度结构。
CMB B-polarization to map the Large-scale Structures of the Universe
我们探索了利用CMB的B型偏振来映射宇宙的大尺度结构的可能性。给出了原始CMB极化的B分量与视线质量分布之间的函数关系。注意到相当大的一部分（至少40%）的暗晕人口，这是负责这种效果也可以检测到星系弱透镜调查，我们提出的统计量，应该表现出很强的敏感性，这种重叠。我们强调，这将是一个健全的测试的引力不稳定性图片，独立于许多系统的影响，可能会阻碍在CMB或星系调查单独的透镜检测。此外，我们估计，在用10' CMB束进行100 ° ^2观测时，这种效应的振幅的固有宇宙方差小于8%。它的测量将为我们提供一个约束宇宙学参数的原始平均值，更具体地说，正如它所证明的那样，宇宙学常数λ。
The Angular Trispectra of CMB Temperature and Polarization
我们发展了研究宇宙微波背景（CMB）温度场和极化场的四点函数所必需的形式。我们确定的一般形式的CMB trispectrum，与CMB字段的统计各向同性的假设所施加的约束，并推导出表达式的估计，以及它们的高斯噪声特性。我们将这些技术应用于初始的非高斯形式的通货膨胀模型的动机。由于大量的四点组态，三谱的初始非高斯性的敏感性接近的温度双谱在高多极矩。这些三光谱技术也将是有用的次级各向异性的研究，例如由宇宙的大尺度结构的CMB的引力透镜。
COMPASS: An Instrument for Measuring the Polarization of the CMB on Intermediate Angular Scales
COMPASS是一个轴上2.6米望远镜，与相关偏振计相连。整个仪器是专为CMB偏振研究而设计的。对接收机和光学系统的设计、指向平台的稳定性、系统偏移的避免以及数据分析技术的发展给予了认真的关注。在这里，我们描述了实验，它的优点和缺点，以及我们学到的各种东西，可能有利于未来的努力来衡量的CMB的极化。
Elliptical Beams in CMB Temperature and Polarization Anisotropy Experiments: An Analytic Approach
我们提出了一种分析方法来估计在CMB温度和线性偏振各向异性实验中的光束不对称性的影响。我们通过微扰展开的情况下，椭圆高斯窗口的简单和准确的结果。我们的结果被应用于研究光束椭圆度在全天空偏振关联函数和功率谱协方差矩阵估计中的影响。这种效应的相关性也讨论了预测误差，包括当前和未来的CMB实验束不对称。
The synchrotron foreground and CMB temperature-polarization cross correlation power spectrum from the first year WMAP data
我们分析的温度偏振交叉相关的银河系同步加速器模板，我们最近开发的，模板和CMB温度图来自WMAP数据之间。由于偏振同步加速器模板本身使用WMAP数据，我们可以估计CMB $C_\ell^{TE}$角谱中的残留同步加速器污染。虽然$C_2^{TE}$似乎被同步加速器污染，但在与宇宙学光学深度拟合最相关的多极范围内没有发现污染的证据。
An "Ultrasonic Image" of the Embryonic Universe: CMB Polarization Tests of the Inflationary Paradigm
本章描述了宇宙引力波背景如何诱发一种特定类型的CMB极化，并描述了第一个致力于测试这种最有希望的暴胀特征的实验。这项实验，即宇宙河外偏振背景成像项目，最近开始了第三个观测季节。我们展示了从BICEP的第一个赛季获得的初步数据与一种新的偏振调制机制称为“法拉第旋转调制器”。我们的讨论结束时，描述了令人兴奋的新技术，有可能探测到大肠道尺度的通货膨胀。
Topological properties of the Cosmic Microwave Background polarization map
宇宙微波背景（CMB）温度各向异性的观测取得了迅速的进展。这些观测使宇宙学家能够描述宇宙在重组时的状态，现在的观测工作正朝着获得CMB的偏振图的方向发展。在这里，我们把CMB偏振图与液晶进行类比，指出两者有着相似的缺陷。利用缺陷形成理论中的已知结果，我们预测了CMB偏振图中缺陷的统计分布，并为在大角度尺度上探测CMB提供了一种新的工具。
Simulations of Foreground Effects for CMB Polarization
我们使用一个简单的模型来研究偏振银河前景发射对计划中的CMB任务检测和模拟CMB偏振的能力的影响。如果已知的银河系前景在高纬度（|b| > 30度）至少有10%是偏振的，那么来自可能的偏振源（同步加速器和旋转尘埃）的辐射将在90 GHz以下的频率上主导微波天空的偏振。在低于90 GHz的频率下的偏振图可能需要对前景发射进行校正，以便能够对各个斯托克斯Q或U分量进行统计分析。温度-偏振互相关受前景发射的影响较小，即使前景偏振与前景强度高度相关。极化前景，即使未经校正，不占主导地位的不确定性，在温度-极化互相关的仪器噪声水平典型的MAP实验。以信噪比为代价去除银河信号的方法应该仔细平衡拒绝微弱前景的价值与增加仪器噪声的代价。
Probing inflation with CMB polarization : weak lensing effect on the covariance of CMB spectra
CMB各向异性通过干预大尺度结构在从最后散射表面到观察者的光子路径上的弱透镜效应来修改。当敏感实验的观测数据被用来约束宇宙学模型时，必须考虑到这一点。分析CMB角功率谱的常见近似是仅包括透镜校正的高斯部分并且忽略谱的误差协方差矩阵中的非高斯项。为了研究这种近似的有效性，我们使用微扰展开方法计算这些非高斯项。本文提出了一种图形化的方法来记录透镜效应中任意阶数的N点关联函数。我们使用教学方法来证明，忽略非高斯项是一个准确的近似所有极化，但B，它将保持如此，即使是非常敏感的后普朗克实验的分析。对于B偏振，必须考虑到4阶的非高斯贡献。
Lensing Reconstruction with CMB Temperature and Polarization
干预大尺度结构的弱引力透镜在宇宙微波背景（CMB）中产生了明显的特征，可用于重建弱引力透镜位移图。该图的各个傅立叶模式的估计器可以组合以产生透镜潜在功率谱的估计器。这个数量的天真估计将被偏向上的不确定性与重建个别模式，我们提出了一个迭代方案，以消除这种偏见。在一个$Λ$ CDM宇宙中，为普朗克和未来的偏振敏感CMB实验的透镜势功率谱估计的方差和协方差进行了计算和数值评估。
Cross-Correlation Studies with CMB Polarization Maps
在再电离时期的自由电子人口rescatters CMB温度四极，并产生一个现在众所周知的极化信号在大的角度尺度。虽然这种贡献已被检测到的温度-偏振交叉功率谱测量与WMAP数据，由于大的宇宙方差与各向异性测量在几十度角尺度只有有限的信息相关的再电离，如光学深度电子散射，可以提取。在自由电子人口的不均匀性导致额外的二次极化各向异性贡献在弧分尺度。虽然波动幅度，相对于占主导地位的原始波动，是小的，我们建议，弧分尺度CMB偏振数据和示踪领域的高红移宇宙，如通过波动捕获的21厘米中性氢背景或那些在红外背景中的第一个原星系，可能允许一个研究有关再电离的额外细节。为此，我们讨论了一个优化的高阶相关测量，在一个三点函数的形式，包括大角度尺度CMB温度各向异性的信息，除了弧分尺度的偏振信号有关的非均匀再电离。我们建议，建议的双谱可以测量一个实质性的信噪比，并不需要所有的天空地图的CMB偏振或示踪剂领域。一个测量，如一个建议，可以让一个建立的时代时，CMB的极化有关的再电离产生和地址，如果宇宙被再电离一次或两次。
Antimatter from the cosmological baryogenesis and the anisotropies and polarization of the CMB radiation
在自发重子生成的框架下，讨论了早期宇宙中由标量场的相变产生宇宙学重子不对称性和熵的假设。我们发现，在宇宙学氢复合过程中，物质-反物质云的湮灭会使复合延迟，从而扭曲宇宙微波背景的各向异性和极化。在类星体形成和星系形成之前，反重子云（ABC）和重子物质的复合湮灭可以在高红移处产生峰状再电离。我们讨论了最近的WMAP CMB各向异性和极化数据的自发重子生成方案的参数的约束条件，并在即将到来的普朗克数据的反物质云的可能表现。
Constraining primordial magnetic fields with CMB polarization experiments
我们计算的效果，一个原始的均匀磁场，$\B_0$，将有不同的CMB功率谱由于法拉第旋转。集中在$TB$，$EB$和$BB$的相关性，我们预测未来的CMB偏振实验的能力，以约束$\B_0$。我们的结果取决于前景可以从CMB图中减去的程度，但是我们发现$σ_{\B_0} = 4 \times 10^{-11}$高斯（对于前景完全减去的QUIET实验）和$3 \times 10^{-10}$高斯（对于没有前景减去的Clover实验）之间的预测误差。这些约束比目前对$\B_0$的限制好两个数量级。
Separation of foreground and background signals in single frequency measurements of the CMB Polarization
宇宙微波背景（CMB）的偏振是现代宇宙学的一个强有力的观测工具。它允许打破基本宇宙学参数的简并性，人们无法仅使用各向异性数据获得，并提供了对早期宇宙中存在的条件的新见解。许多实验正在进行中，其目的是检测CMB的各向异性和偏振。然而，CMB偏振的测量受到偏振前景存在的阻碍，首先是我们银河系的同步辐射，其重要性随着频率的降低而增加，并且在低于约50 GHz的频率下主导偏振漫射辐射。在过去，CMB和同步加速器的分离是结合在不同频率下对同一天空区域的观测进行的。在本文中，我们表明，同步加速器和尘埃前景的偏振分量的统计特性是不同的CMB的偏振分量的统计特性，因此可以建立一个统计估计，允许提取的偏振分量的CMB从单频数据时，偏振CMB信号只是一小部分的总偏振信号。我们的估计提高了信号/噪声比的CMB的偏振分量，并减少从约50 GHz到约20 GHz的频率以上的CMB的偏振分量可以从单频图的漫射辐射提取。
CMB Polarization Systematics Due to Beam Asymmetry: Impact on Inflationary Science
CMB偏振提供了一个独特的窗口宇宙膨胀;从最后散射的B模式偏振的振幅是唯一敏感的能量膨胀。然而，许多系统的影响所产生的光学缺陷可能会污染所观察到的B模式功率谱。特别是，由于下面的温度和偏振场与椭圆或其他非对称光束的耦合而产生的系统效应产生寄生系统信号。本文提出了一种非微扰的分析计算这些信号。我们表明，以前在真实空间中得到的结果可以推广，正式，包括无限多的高阶校正的领先的顺序效果。当从一开始就采用完全傅立叶空间方法时，这些校正可以被求和并表示为解析函数。本文提出的形式和结果是为了确定CMB偏振探针对初级引力波信号的敏感性而建立的，但可以很容易地推广到CMB的引力透镜的分析。
CMB polarization as a direct test of Inflation
我们研究了宇宙微波背景偏振各向异性的自关联函数及其与温度涨落的互相关，作为宇宙因果结构的探测。由于极化是在最后一个散射表面产生的，因此在地平线下尺度上因果产生波动的模型不能在大于$\sim 2^o$的尺度上产生相关性。另一方面，通货膨胀模型预测了这些尺度下的关联函数的峰值：它的检测将是有利于通货膨胀时期的决定性证据。这种信号可以用下一代卫星探测到。
Kinetic SZ effect and CMB polarization from subsonic bulk motions of dense gas clouds in galaxy cluster cores
最近的天文观测揭示了许多星系团中冷锋的存在。冷锋被认为是由大量密集的冷气体云相对于更热、更稀薄的环境气体的整体运动产生的，其速度可以高达声速。这种现象可能会产生一个显着的污染的动力学SZ效应和CMB偏振模式中观察到的集群的方向。我们估计了星系团内部气体的整体运动对动力学Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应和CMB向星系团极化的贡献。观测到的冷锋探测气体运动的绝对速度，而激发极化和动力学SZ效应探测的横向和径向分量，分别。我们表明，这些信号可以很容易地检测到敏感的未来的实验，打开一个令人兴奋的新窗口的星系团内部动力学的研究，并最终促进重建的固有集群极化的CMB和相关措施的本地CMB四极。
Searching For Integrated Sachs-Wolfe Effect Beyond Temperature Anisotropies: CMB E-mode Polarization-Galaxy Cross Correlation
宇宙微波背景（CMB）温度各向异性和星系分布所追踪的大尺度结构（LSS）或不同波长的源之间的互相关现在是众所周知的。这种相关性是由宇宙暗能量成分晚期产生的CMB各向异性中的综合萨克斯-沃尔夫（ISW）效应引起的。在再电离宇宙中，ISW四极子再散射并对大尺度极化信号有贡献。因此，原则上，E模式中的大尺度偏振凸起也应该与星系分布相关。与CMB温度-LSS相关性在低红移处达到峰值的示踪剂不同，这种相关性主要在1和3之间的红移处达到峰值。在某些条件下，主要涉及低光学深度的再电离，如果宇宙在红移约6时再电离，交叉偏振源信号是勉强可检测的，尽管具有挑战性，因为它需要在红移1和3之间的大尺度结构的全天图。如果宇宙的再电离红移大于10，即使没有仪器噪声的全天图，这种相关性也不太可能被探测到。虽然我们的估计不能保证检测到与暗能量相关的未知物理，以及与大角度尺度CMB和偏振各向异性相关的仍然不确定的问题，但可能会激励尝试使用即将到来的CMB偏振E模式图来测量这种相关性。
Grain Alignment and CMB Polarization Studies
尘埃的偏振微波辐射是一个重要的前景，除非仔细考虑，否则可能会污染偏振CMB研究。从尘埃的偏振建模需要一个定量的了解晶粒排列。我回顾了晶粒排列理论的现状，概述了排列定量描述的最新进展。特别是，我表明，晶粒对齐理论是一个预测，其结果很好地匹配观测。这些结果表明，最重要的排列过程与作用在不规则晶粒上的辐射力矩有关。最近发展的分析模型的辐射扭矩对齐已被证明是一个非常有效的工具，用于预测晶粒对齐的程度。我们希望在CMBPol飞行之前，对准理论能够进一步成熟，这将确保更好地解释与灰尘相关的偏振。同时，CMBPol应提供晶粒取向的附加测试，阐明极化法用于追踪磁场的可靠性。
Constraining the reionization history with large angle CMB polarization
WMAP第一年的数据显示，CMB光子的再电离光学深度比以前认为的要大。这是由于C^TE_l光谱的出乎意料的高值，对于l高达~30，推测允许E模式偏振光谱C^E_l的测量比预期的更快。本文旨在检验大角度偏振实验探索宇宙学再电离历史的能力，同时考虑宇宙方差的影响。特别地，本文讨论了在不同的仪器噪声水平下，如何分别测量电离分量x_e和再电离红移z_r。
Simulation of Cosmic Microwave Background Polarization Fields for AMiBA Experiment
通过模拟AMiBA实验结果，对宇宙微波背景（CMB）偏振图进行了拓扑学研究。采用$Λ$ CDM CMB天空进行了为AMiBA实验设计的模拟干涉观测。利用最大熵方法从AMiBA模拟能见度数据重建了CMB偏振场。我们还考虑了银河系前景对CMB偏振场的影响。从模拟的$Q$和$U$偏振图计算属统计，其中$Q$和$U$是斯托克斯参数。我们的研究表明，银河系前景发射，即使在低银河系纬度，预计有小的影响，CMB偏振场。增加测量面积和积分时间是通过亏格测量检测宇宙起源的非高斯信号的必要条件。
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