Polarization and Anisotropy of the Microwave Sky
我们研究了结构形成的标准绝热情景下的极化-极化和极化-温度相关性。温度各向异性，由于引力势阱和振荡的光子重子电子流体表面上的最后散射的每个相关的极化图案。而极化的“相关部分”有一个r.m.s.虽然只有总信号的三分之一，但它仍然可以通过在天空中绘制大面积地图来测量。我们计算预期的信噪比的各种措施的偏振在一个假设的映射实验，如那些现在正在计划。
1994-06-16 astro-ph hep-ph
Cosmic microwave background polarization, Faraday rotation and stochastic gravity-waves backgrounds
电磁真空涨落经介子耦合的时空演化放大后，可以产生一个磁场，该磁场在退耦时的视界范围内是相干的，并且强到足以旋转CMBR的偏振面。超弦启发的宇宙学模型的可能相关性进行了讨论。将特别注意法拉第旋转信号和随机引力波背景之间的联系。
1997-06-27 astro-ph gr-qc hep-ph
The Polarization of the Cosmic Microwave Background
总结了宇宙微波背景获得小偏振度的物理机制。我们讨论了引力波留下的印记和使用极化作为暴胀范式的测试。我们讨论了复合后影响CMB极化的一些物理过程，如引力透镜和宇宙的再电离。
2003-05-15 astro-ph
Statistics of Cosmic Microwave Background Polarization
我们提出了一种分析全天空温度和偏振图的宇宙微波背景的形式主义。温度图进行了分析，通过扩展到一组球谐函数，给出多极矩的两点关联函数。极化，这是由二阶张量描述，可以类似地处理扩展在适当的张量球谐函数。我们提供了一套完整的标量和张量度量扰动的温度和极化多极矩的表达式。四组多极矩完全描述各向同性的温度和极化的相关性;标量度量扰动一组是相同的零，给出了一个干净的矢量和张量的贡献确定的可能性。多极矩可以在理想化的实验中测量的方差进行评估，包括探测器噪声，天空覆盖范围和波束宽度的影响。最后，我们构造了与坐标无关的极化两点关联函数，用多极矩表示，并推导了小角极限。
1996-11-15 astro-ph hep-ph
Analytic approach to the polarization of the cosmic microwave background in flat and open universes
本文发展了一种解析方法和近似方法来计算绝热标量{（能量密度）}线性涨落存在下各向异性汤姆逊散射在宽角标度范围内的宇宙微波背景辐射中诱导的极化。的形式主义是一个扩展的极化情况下的分析方法最近开发的胡和杉山评估（非极化）温度关联函数。的分析方法有助于突出的依赖性潜在的可测量的偏振特性的宇宙微波背景辐射的宇宙学模型的各种参数。例如，我们表明，温度和偏振关联函数的多极之间的比率非常敏感地依赖于$Ω_0$的值，在开放宇宙中的临界单位的物质密度。
1995-06-07 astro-ph gr-qc
Cosmic microwave background polarization analysis
随着宇宙微波背景（CMB）的偏振被探测到，并被几个独立的实验所证实，下一个目标是精确地描述它的统计特性。在这些课堂讲稿中，我们回顾了追求CMB极化的物理动机，以及极化场的基本统计特性。然后，我们讨论了一些关键方面的CMB偏振数据的分析，重点是额外的并发症相比，由于张量特性的偏振场的温度数据。
2005-02-04 astro-ph
Signature of Gravity Waves in Polarization of the Microwave Background
使用自旋加权分解的极化在宇宙微波背景（CMB），我们表明，一个特定的组合的斯托克斯$Q$和$U$参数消失的原始波动产生的标量模式，但不为那些产生的原始重力波。由于这种重力波探测不像温度波动那样受到宇宙变化的限制。我们提出了各种偏振功率谱的精确表达式，它适用于任何尺度。基于膨胀模型的数值评估表明，预期的信号是0.5 $μK$的顺序，这可以在未来的CMB实验中直接测试。
1997-03-02 astro-ph gr-qc
Cosmic 21-cm Delensing of Microwave Background Polarization and the Minimum Detectable Energy Scale of Inflation
宇宙微波背景（CMB）极化各向异性的旋度（B）模是对暴胀引力波（IGW）原初背景的独特探索。不幸的是，引力波在复合时产生的B模偏振各向异性与CMB光子在宇宙中传播时产生的梯度模（E模）和B模偏振各向异性的混合所产生的偏振各向异性相混淆，并受到引力透镜的影响。我们在这里描述了一种方法，用于delensing CMB偏振各向异性使用的观测各向异性的宇宙21厘米辐射发射或吸收的中性氢原子在红移10至200。虽然在高分辨率下探测宇宙21厘米各向异性具有挑战性，但结合相对低分辨率（但高灵敏度）的CMB极化实验的研究可以探测远低于10^{16} GeV的大统一理论（GUT）尺度的暴胀能量尺度-能量尺度低于10^{15} GeV的约束模型（仅从CMB观测得出的可探测极限）。通过这种方法，可探测到的暴胀能量尺度的最终理论极限可能低至3 \times 10^{14} GeV。
2005-02-28 astro-ph gr-qc hep-ph
Polarization of the Microwave Background: theoretical framework
本文简要回顾了暗物质结构形成模型中宇宙微波背景的偏振特性。与模型参数完全无关，偏振水平预期为各向异性信号在角标度$\le 1^o$的$\sim 10%$。在更大的角尺度上探测到偏振，将为星系际介质的早期再电离提供强有力的证据。
1996-10-04 astro-ph
Predicting the Polarization of The Microwave Background from the WMAP Temperature Maps
本文研究了如何仅利用温度（强度）和温度与偏振的互相关来预测宇宙微波背景的偏振。我们推导出一个“维纳预测”的方法，并将其应用到WMAP的全天空CMB温度图和MAXIMA场。
2003-07-07 astro-ph
Constraining Inflation with Cosmic Microwave Background Polarization
对宇宙微波背景（CMB）偏振的观测有可能比单独对温度波动的观测对宇宙学参数施加更严格的约束。我们讨论使用CMB偏振约束相关的参数来区分流行的宇宙膨胀模型，使用MAP和普朗克卫星任务作为例子。特别令人感兴趣的是能够检测到微小的贡献，CMB各向异性张量模式，这是从根本上限制了宇宙的变化，在温度只有观测。检测张量/标量比$r \sim 0.01$的能力将允许对感兴趣的暴胀模型进行精确测试，并且可能在普朗克卫星计划的灵敏度上适度增加，或者潜在地通过地面实验。
1998-09-02 astro-ph hep-ph
Cosmic Microwave Background Polarization
宇宙微波背景的极化，虽然还没有被探测到，但提供了一个关于宇宙学参数的信息来源，与温度波动互补。本文提供了一个完整的理论处理偏振波动。在讨论了偏振物理的基础上，从量子理论出发，导出了描述光子密度矩阵演化的玻尔兹曼方程，并将其应用于微波背景涨落，得到了一套完整的标量和张量度规扰动下的斯托克斯参量输运方程。这种方法在散射运动学的最低阶等价于经典的辐射转移，并提供了一个处理宇宙学演化的密度矩阵的一般框架。度规扰动处理在物理上有吸引力的纵向规范。导出了各种温度和极化关联函数的表达式。简要讨论了微波背景极化的探测前景和理论应用。
1995-02-03 astro-ph
Polarization of Microwave Background: Statistical and Physical Properties
本文讨论了宇宙微波背景极化的统计和物理性质，包括傅立叶和实空间两种情况。后者允许更直观地理解一些几何签名。我们提出的表达式，有关的电和磁类型的极化在真实空间中的测量斯托克斯参数，并讨论如何可以构建本地。我们讨论了产生极化的必要条件，并给出了一些典型模型的模拟图和关联函数。
1998-05-02 astro-ph
Beam mismatch effects in Cosmic Microwave Background polarization measurements
测量宇宙微波背景极化是当今观测宇宙学的一个主要目标。然而，要测量的信号的电平使其对各种系统效应非常敏感。在普朗克的情况下，它通过组合来自不同探测器的数据来测量偏振，光束的不对称性可以引起温度泄漏或偏振模式混合。在本文中，我们使用真实的模拟光束来研究这种效应，并提出了一个一阶方法来校正诱导系统效应的偏振功率谱。
2006-12-08 astro-ph
Generation of Circular Polarization of the Cosmic Microwave Background
标准的宇宙学模型，其中只包括康普顿散射光子相互作用的能量尺度附近的复合，导致零原始圆极化的宇宙微波背景。在本文中，我们考虑了一个特殊的可重整化和规范不变的标准模型扩展耦合光子到外部矢量场通过陈-西蒙斯项，这是作为辐射校正，如果引力挠耦合到费米子。我们从玻尔兹曼方程计算了偏振光子的输运方程，表明这样的耦合将源微波背景的圆偏振。对于这里考虑的特定耦合，与也使用相同的形式主义导出的线偏振取向的旋转相比，圆偏振效应总是可以忽略的。我们注意到的可能性，微波背景圆偏振的限制可能会探测其他光子相互作用和相关的基本效应，如违反洛伦兹不变性。
2009-04-15 astro-ph
Polarization of the Microwave Background in Inflationary Cosmology
我们评估的大尺度极化的宇宙微波背景诱导，通过汤姆逊散射前去耦，由近标度不变的光谱标量和张量度规扰动，如早期宇宙的大多数暴胀模型预测。我们解决了辐射转移方程的偏振光子分布函数解析，波长的顺序或大于视界尺寸去耦，假设没有再电离。激发极化正比于退耦时微扰引起的红移和退耦跃迁的持续时间。将光谱归一化为COBE卫星测量的四极各向异性，预期的线性偏振度为$P\lsim 10^{-7}$，比当前范围小两个数量级以上。$P$与光谱中偏离标度不变性的倾斜的相关性太弱，不能与观测相关，也不能敏感地区分标量涨落和张量涨落。$P$随角标度变化显著。
1993-11-09 astro-ph gr-qc
An Instrument for Investigating the Large Angular Scale Polarization of the Cosmic Microwave Background
我们描述了一个微波偏振计的设计和性能，用于在三个微波频段跨越26-36 GHz的偏振天体物理辐射的精密测量。该仪器在相关偏振计配置中使用冷却HEMT放大器，以实现高灵敏度和长期稳定性。该仪器表现出长期稳定性，并产生了迄今为止最严格的上限的大角度尺度极化的2.7 K宇宙微波背景辐射。
2002-09-19 astro-ph
Polarization-Temperature Correlations in the Microwave Background
宇宙微波背景辐射的偏振提供了一个潜在的有价值的探测早期宇宙物理的方法，特别是最后散射表面上的光子-重子流体的速度。在这里，我们讨论定性的温度各向异性和偏振的CMB之间出现的相关性，以及如何可以观察到它们。
1994-08-01 astro-ph
Faraday Rotation of Microwave Background Polarization by a Primordial Magnetic Field
在最后一个散射面存在的原始磁场可能会在宇宙微波背景的极化中引起可测量的法拉第旋转。我们计算这种效果的大小，通过进化的辐射转移方程的微波背景极化的最后一次散射的时代，在存在的磁场。对于对应于$10^{-9}{\rm G}$的当前值的原始场振幅（如果它被冻结在银河系前等离子体中，这将解释所观察到的银河场），我们发现在30 GHz的频率下围绕$1^\circ$的旋转角。用未来的微波背景图对这一信号进行统计探测是可行的。
1996-01-11 astro-ph
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。
1999-01-28 astro-ph
Large-scale Polarization of the Cosmic Microwave Background Radiation
在长波极限下，计算了标量和张量度规扰动引起的宇宙微波背景辐射的各向异性和极化。结果表明，衰减张量模引起的CMBR的大尺度极化可以达到几个量级。这与标量或暴胀引起的张量模式不同，而极化至少低两个数量级。还考虑了物质再电离对CMBR的影响。我们的结论是，在大角度尺度上测量CMBR的偏振可以探测早期宇宙的电离历史，并测试不同的宇宙学模型。
1994-03-10 astro-ph
Small-Scale Cosmic Microwave Background Polarization from Reionization
本文讨论了低红移下再电离气体散射引起的宇宙微波背景（CMB）偏振的涨落。极化是由原始温度各向异性四极和运动四极的再散射产生的，运动四极是由气体运动横向于视线产生的。我们发现，这两种效应产生相等的E-和B-奇偶偏振，并在一般情况下，几个数量级以下的主要偏振贡献在最后的散射表面E-模式或引力透镜贡献的B-模式在中间红移。这些效应也比B极化低几个数量级，即使在减去高阶相关性之后，也是由于透镜效应，因此太小而不能构成搜索暴胀引力波极化特征的背景。
2002-08-28 astro-ph
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。
2003-05-08 astro-ph
Faraday Rotation of the Cosmic Microwave Background Polarization by a Stochastic Magnetic Field
原始宇宙磁场引起宇宙微波背景极化的法拉第旋转。这种旋转产生卷曲型偏振分量，即使当未旋转的偏振只具有梯度型偏振，从标量密度扰动的预期。我们计算了由弱随机初始磁场引起的小法拉第旋转产生的卷曲型极化的角功率谱，其功率谱为幂律。激发极化功率谱峰值出现在角分角尺度。法拉第旋转是卷曲型偏振的少数宇宙学来源之一，还有原始张量扰动、引力透镜以及磁场引起的矢量和张量扰动;法拉第旋转信号在比任何一个都小得多的角尺度上达到峰值，其功率谱振幅可以与引力透镜的功率谱振幅相媲美。对检测的前景进行了简要的讨论。
2005-03-24 astro-ph
Cosmic Microwave Background Polarization
宇宙微波背景（CMB）各向异性是宇宙学信息最丰富的来源，标准宇宙学模型的建立主要归功于对温度各向异性的研究。到本世纪末，普朗克卫星将结束这一重要篇章，并使我们更深入地进入偏振测量的新前沿。许多地面和气球试验已经进入这一新领域。除了提供有关原始密度扰动和宇宙学参数的新的和独立的信息外，偏振测量还提供了探测原始重力波、约束暗能量和测量中微子质量尺度的潜力。一个强有力的实验计划正在世界范围内进行，并朝着一个新的卫星任务，致力于CMB极化。
2006-04-18 astro-ph
Large Angular Scale Polarization of the Cosmic Microwave Background and the Feasibility of its Detection
除了它的光谱和温度各向异性，2.7K宇宙微波背景预计也将表现出低水平的偏振。极化的空间功率谱可以提供有关宇宙结构形成及其电离历史的细节。在这里，我们计算的大小CMB偏振在各种宇宙学的情况下，与分析和数值方法。然后，我们概述了测量这些信号的基本挑战，并专注于其中两个：实现足够的灵敏度和去除污染的前景来源。然后，我们描述了一个地基仪器（POLAR）的设计，可以检测在大角度尺度的CMB偏振在新的几年。
1997-10-08 astro-ph
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。
2002-07-04 astro-ph
Polarization of the Atmosphere as a Foreground for Cosmic Microwave Background Polarization Experiments
我们量化的偏振水平的大气中的氧气在地球磁场中的塞曼分裂，并比较它的偏振水平预期从偏振的宇宙微波背景辐射。分析的重点是在中纬度和大角度尺度的影响。我们发现，从平流层气球载平台和100 GHz附近的观测，大气线和圆偏振强度分别约为10^{-12}和100 × 10^{-9} K，使大气的前景源可以忽略不计。从地面看，线偏振和圆偏振强度约为10^{-9}和100 x 10^{-6} K，如果仪器中圆偏振到线偏振的转换率为1%（0.01%），则大气层可能成为CMB E（B）模式信号的前景源。
2003-07-02 astro-ph
Effect on cosmic microwave background polarization of coupling of quintessence to pseudoscalar formed from the electromagnetic field and its dual
本文给出了宇宙微波背景（CMB）温度和由于电磁的本质与赝标耦合引起的极化各向异性的全套功率谱。这种耦合引起CMB光子偏振面的旋转，从而产生非零B模和宇称违反TB和EB模。利用2003年BOOMERANG（B03）的飞行数据，我们给出了最严格的约束的耦合强度。在某些情况下，旋转引起的B模式可以混淆引力透镜引起的B模式的狩猎。
2006-10-11 astro-ph
Distribution of Singularities in the Cosmic Microwave Background Polarization
宇宙微波背景辐射的极化将有一个奇异点和反奇异点的分布，在这些点上，由于拓扑的原因，极化消失了。极化奇异性的统计提供了一种不同于通常的两点关联函数的非平凡方案来分析极化图。在这里，我们描述了模拟偏振图中奇异性分布的统计特征，并做出了可以与正在进行的和即将进行的观测进行比较的预测。我们使用三种不同的表征：奇点之间的最近邻距离，临界指数ν，捕捉长度为L的闭合曲线（q \propto L^ν）内的总电荷q的标度，和角两点角关联函数的奇异点的相似和相反的电荷。在一般情况下，我们发现，奇点的分布是随机的，除了在小于约10度的尺度上，其中相同电荷的奇点排斥和相反电荷的吸引。这些结论似乎是非常强大的基础宇宙学模型的变化和非高斯性的存在，我们发现的唯一例外的情况下，统计各向同性是严重违反。这表明，在统计各向同性的假设，分布是一个强大的功能，最后的散射表面，并可能被用作一种工具，以区分光子传播过程中发生的影响，从最后的散射表面到目前的时代。
2004-05-24 astro-ph hep-ph
Polarization Properties of Extragalactic Radio Sources and Their Contribution to Microwave Polarization Fluctuations
我们研究了河外射电源的偏振辐射的统计特性，并估计了它们对微波区偏振涨落功率谱的贡献。我们分析的基本要素是NVSS偏振数据，B3-VLA样品偏振特性的多频研究（Mack等人，2002年），这使我们能够量化法拉第去偏振效应，以及Taylor等人（2001年）的15 GHz调查，这对源的高频光谱指数提供了强有力的约束。在1.4 GHz的陡谱和平谱的偏振度被发现是反相关的磁通密度。在1.4 GHz处，陡谱源和平谱源都比$S(1.4 \hbox{GHz})=80 $ mJy亮，其中值偏振度为$\simeq 2.2%$。Mack等人（2002年）的数据表明，对于陡峭频谱源，在1.4 GHz处存在显著的平均法拉第去极化，而对于大多数平坦/倒置频谱源，去极化是不确定的。利用这一复杂的信息，我们已经估计了微波频率的河外射电源的偏振波动的功率谱。我们确认河外源是小角尺度上宇宙微波背景（CMB）偏振图的主要污染物。在频率为$< 30 $ GHz时，它们的功率谱的幅度预计与CMB的$E$模式的功率谱的幅度相当。然而，在较高频率下，CMB占主导地位。
2002-09-24 astro-ph
Cosmic Microwave Background Polarization Signals from Tangled 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。对于红移到$B_0 = 3\times 10^{-9}$高斯的当前值的字段，这些矢量模式被示出为产生小角度尺度（$ 500 < l < 2000$）的$0.1μK - 4 μK$阶的偏振各向异性，假设delta函数或幂律谱与$n=-1$。对于$n=2$光谱，产生约200倍大的信号。与暴胀产生的标量模式不同，这些信号由奇宇称、B型偏振主导，这可能有助于它们的检测。
2001-08-24 astro-ph
Polarization of the Microwave Background in Defect Models
我们计算了全球弦，单极子，纹理和非拓扑纹理的偏振功率谱，并将它们与暴胀模型进行比较。我们发现，拓扑缺陷模型预测对度角尺度上的磁型极化有显着（1微K）贡献，这是由缺陷源的大矢量分量产生的。我们还研究了退相干对偏振态的影响。它导致温度和极化功率谱的声学振荡的平滑，并强烈抑制温度和极化之间的互相关相对于暴胀模型。磁极化或互相关的存在或不存在将是两种结构形成理论之间的一个强有力的证明，并将通过下一代CMB卫星进行测试。
1997-04-23 astro-ph
The Polarization of the Cosmic Microwave Background Due to Primordial Gravitational Waves
我们回顾了当前观测对宇宙微波背景（CMB）偏振的限制，特别强调了对原始引力波特征的探测。本文给出了原初引力波产生的CMB偏振的Polanarev近似的解析解。这简化了宇宙暴胀时期与引力波相关的旋度或B模功率谱的计算。我们将我们的分析方法与现有的数值方法进行比较，并对即将到来的CMB偏振观测对暴胀引力波背景的敏感性进行预测。我们表明，即将到来的实验应该能够检测遗迹引力波背景或完全排除整个类的暴胀模型。
2006-07-10 astro-ph
A Limit on the Large Angular Scale Polarization of the Cosmic Microwave Background
我们提出了一个上限的极化宇宙微波背景在7度角标度在26和36 GHz之间的频带，由POLAR实验产生的。这场运动绘制了一张在皇家空军上空线性极化的地图。赤纬43度时，范围为112度-275度。在角标度l = 2 - 20时，CMB的E模式偏振分量的模型无关上限为10微开尔文（95%置信度）。B模式的相应极限也是10微开尔文。将B模式功率限制为零，单独的E模式功率的95%置信限为8微开尔文。
2001-07-02 astro-ph
Gravitational Lensing Effect on Cosmic Microwave Background Polarization
研究了宇宙中物质分布引起的引力透镜效应对宇宙微波背景偏振功率谱和温度-偏振互相关谱的影响。在温度谱的情况下，引力透镜导致平滑的窄功能和增强的功率谱的阻尼尾部的功率。由于极化谱中的声峰比温度谱中的窄，所以平滑效应明显更大，并且对于$l<1000$可以达到10%，甚至更高。一个定性的新特征是产生$B$型极化，即使当只有$E$是固有存在的，如在纯标量扰动的情况下。这可以通过普朗克和其他未来的小尺度偏振实验直接观察到。在新版（2.4）CMBFAST程序中加入了引力透镜效应。
1998-03-13 astro-ph
Polarization of cosmic microwave background scattered by moving flat protoobjects
这项工作致力于研究在自发光星系和恒星形成之前，与“黑暗时代”时期（10 < z < 1000）有关的原物体的可能观测表现。这些物体可以扭曲宇宙微波背景。这些对象的形成被描述在“煎饼理论”和“层次聚类”模型中。根据这些理论，我们可以把这些原型物体看作是平面层。本文考虑了运动平板层对宇宙微波背景辐射的汤姆逊散射（具有瑞利相位矩阵）和共振散射（完全频率重分布）。计算了宇宙微波辐射在不同光学厚度（从光学薄层到光学厚层）下的各向异性和偏振特性。光学薄层的情况下，也得到了解析解，并与数值计算进行了比较。
2003-01-30 astro-ph
Inhomogeneous reionization and the polarization of the cosmic microwave background
在具有非均匀再电离的宇宙中，电离斑在宇宙微波背景极化各向异性中产生二阶信号。该信号起源于自由电子波动与温度各向异性的四重矩的耦合。我们研究了一个简单的非均匀再电离模型的贡献，并发现从这样一个过程中的信号是低于普朗克勘测任务的可检测的极限。然而，该信号高于来自宇宙方差的基本不确定性极限，因此未来在亚弧分尺度上进行高精度实验的探测是可能的。
1999-10-07 astro-ph
Cosmic Microwave Background polarization and the ionization history of the Universe
我们指出，偏振测量计划为即将到来的普朗克任务可以显着提高宇宙参数估计的准确性相比，单独的温度各向异性谱。为了说明这一点，我们考虑一个标准的宇宙学模型和几个修改，调整一个参数，每个适合最近发表的Maxima-1数据。虽然所有的模型产生可接受的拟合就功率谱而言，其相应的偏振光谱差异很大。最强的差异预计延迟重组的模型，反映了这样一个事实，即极化测量是最敏感的过程中的重组时代。
2001-02-26 astro-ph
Thermal and kinematic corrections to the microwave background polarization induced by galaxy clusters along the line of sight
本文推导了宇宙微波背景辐射中由于热电子在星系团中沿视线方向散射而引起的偏振的首阶修正的解析表达式。对于一个热分布的电子与动力学温度为10千电子伏和散装特有的速度为1000公里/秒，占主导地位的修正引起的原始CMB四极和集群特有的速度从电子热运动的极化，并在10%的水平，在每种情况下，附近的极化信号的峰值。当更灵敏的测量变得可行，这些影响将是显着的横向特有的速度的测定，并在集群红移的CMB四极矩的值，通过集群极化路线。
1999-09-30 astro-ph
Pseudoscalar perturbations and polarization of the cosmic microwave background
我们表明，新的粒子物理模型包含无质量赝标量场超弱耦合到光子可以非常有效地探测与CMB偏振各向异性。在暴胀过程中产生的随机赝标涨落提供了一种机制，用于在光子从最后散射表面传播期间将E模式偏振转换为B模式。这个转换过程的效率由无量纲比H/（2πf_a）控制，其中H是暴胀时的哈勃尺度，f_a^{-1}是光子与赝标耦合的强度。目前对B模的观测限制使这个比值小于0.07，在许多暴胀模型中，这意味着对超过10^{14} GeV的f_a值的灵敏度超过了其他测试的灵敏度。
2008-08-05 astro-ph hep-ph hep-th
A Lensing Reconstruction of Primordial Cosmic Microwave Background Polarization
我们讨论了一种可能性，直接重建CMB的偏振场在最后的散射表面的修改所施加的引力透镜效应。建议的方法需要一个跟踪场的大尺度结构透镜势，偏转传播的CMB光子从最后的散射表面。这些所需的信息可以来自对大尺度结构物质分布的各种观测，包括从涉及星系形状的透镜剪切研究中重建的会聚。在所谓的旋度或B模式的CMB偏振的情况下，重建允许人们识别暴胀引力波的独特特征。
2002-05-17 astro-ph
A New Upper Limit on the Polarization of the Cosmic Microwave Background Radiation
宇宙微波背景辐射（CMB）是探索早期宇宙状况的宝贵工具。最近对它的空间各向异性的测量已经允许精确地确定几个基本的宇宙学参数，例如宇宙的曲率，原始密度波动的光谱形状，以及重子，暗物质和暗能量对宇宙整体能量密度的贡献。除了在空间上不均匀之外，理论上CMB还被轻微极化。对这种极化的测量，特别是在大角度尺度下的测量，有可能提供有关原始引力波、暴胀理论和宇宙电离历史的信息，并有助于进一步限制宇宙学参数。在CMB中尚未检测到极化。这篇论文描述了最近在大角度尺度上对CMB偏振的研究，该研究于2000年春天在威斯康星大学麦迪逊分校进行。在对CMB偏振和普通微波偏振测量进行了一般性介绍之后，给出了实验本身的细节，以及对数据选择和分析技术的全面描述。使用这些技术，我们的数据导致一个新的上限CMB偏振在大角度尺度为10 $μ$ K在E-和B-型偏振在95%的置信度。如果假定B偏振为零，则E型偏振的极限降低到8 $μ$ K。这个实验是第一个高灵敏度仪器的新品种，总有一天会绘制出宇宙微波背景辐射的有趣特性。
2002-01-15 astro-ph
Theory of Cosmic Microwave Background Polarization
这些讲座介绍了宇宙微波背景（CMB）偏振的一些基本理论，主要目的是从暴胀引力波发展CMB偏振理论，以及CMB偏振的弱引力透镜（宇宙剪切）的一些相关理论。我们从汤姆逊散射产生偏振开始。然后，我们讨论张量调和分析（“梯度旋度”或“E-B”分解）在一个平坦的和完整的天空中的一些细节。导出了预言原初引力波引起的CMB温度/偏振模式所需的Boltzmann/Einstein方程。我们表明，引力波产生的CMB偏振的旋度分量，而密度扰动（在线性顺序）不。然后，我们展示了如何宇宙剪切诱导卷曲组件从卷曲自由表面的最后散射。我们描述，虽然不太详细，如何高阶相关可以用来减去宇宙剪切引起的卷曲。提供了几个练习。
2005-03-18 astro-ph
Microwave background polarization in cosmological models
本文介绍了一般时空几何中极化辐射转移的一种新的多极形式。极化张量展开的坐标无关，投影对称无迹（PSTF）张量值多极。PSTF表示使我们能够很容易地讨论观察者的极化多极的依赖性，并制定方便的1+3协变形式的辐射的确切动力学。对于几乎Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙学模型的情况下，我们重铸的极化玻尔兹曼方程的多极方程的层次。这使我们能够给一个严格的治疗的产生和传播的宇宙微波背景的偏振几乎FRW模型（与开放，封闭或平坦的几何形状），而不求助于任何谐波分解的扰动。我们还展示了如何扩展的强度和偏振多极谐波函数的导数给出了一个流线型的模式扩展多极层次的推导。这些层次结构的整体解决方案提供，我们的形式主义在文献中的关系进行了讨论。
2000-05-15 astro-ph
SPOrt: an Experiment Aimed at Measuring the Large Scale Cosmic Microwave Background Polarization
SPOrt（Sky Polarization Observatory，天空偏振观测台）是一个在早期利用阶段在国际空间站上飞行的空间实验，旨在测量频率范围为22-90 GHz的微波偏振发射，半高宽= 7度。在较低的频率和宇宙微波背景（CMB）的极化，可以观察到银河系的极化发射在90 GHz，其中污染物预计是不太重要的。CMB偏振信号的极低水平（< 1 uK）要求使用本征稳定的辐射计。SPOrt仪器专门用于CMB偏振测量，整个设计经过优化，可将仪器偏振效应降至最低。在这方面的贡献，我们提出了相关技术的基础上的接收机架构，分析显示其固有的稳定性和自定义硬件开发进行检测这样一个低信号。
2002-12-03 astro-ph
DASI Three-Year Cosmic Microwave Background Polarization Results
我们提出的角度尺度干涉仪（DASI）偏振实验，从阿蒙森-斯科特南极研究站获得的完整的3年数据集的分析。在2002年南极冬季末和整个2003年季节获得的额外数据被添加到第一次探测到宇宙微波背景辐射偏振的数据中。合并数据的分析支持从初始数据集得出的所有结论，统计功效增加。特别地，E模式偏振的检测被增加到6.3西格玛置信水平，TE交叉偏振在2.9西格玛处被检测到，并且B模式偏振与零一致，其上限远低于检测到的E模式偏振的水平。结果与宇宙学模型的预测非常一致，该模型是从CMB温度测量中得出的。分析还表明，已知前景排放源对数据的污染微不足道。
2004-09-15 astro-ph
Polarization of the Cosmic Microwave Background in a Reionized Universe
在这项工作中，我研究的偏振的宇宙微波背景（CMB）引起的宇宙学背景的引力波（这里GWs），我讨论了一个可能的后期和快速的宇宙再电离的增强效应，所造成的霍金蒸发的原始黑洞和发生在红移$z\sim 20÷30$。然后，我解决了第二类Volterra积分方程的形式的辐射玻尔兹曼传输方程，通过使用迭代核的分析方法：这种特殊的方法可以成功地应用时，我们有一个指数核，在宇宙中的情况下，强烈的粒子发射来自蒸发的原始黑洞再电离。
1997-09-30 astro-ph
Spin Needlets for Cosmic Microwave Background Polarization Data Analysis
标量小波在宇宙微波背景（CMB）温度图分析中得到了广泛的应用。自旋针状波是一种新形式的（自旋）小波，由Geller和Marinucci（2008）在数学文献中引入，作为分析自旋随机场的工具。在这里，我们采用自旋针的方法来分析CMB偏振测量。测量CMB偏振的实验结果是斯托克斯Q和U参数的映射，它们是自旋2量。在这里，我们讨论如何将这些自旋2映射到自旋2针状系数，并简要概述这些系数可以用于分析CMB偏振数据。我们回顾了自旋针状体最重要的性质，如在像素和调和空间中的局部化和渐近不相关性。我们讨论了几个统计应用，包括角功率谱的针状系数的关系，测试非高斯偏振数据，和重建的E和B标量地图。
2008-12-10 astro-ph
Fast Estimator of Primordial Non-Gaussianity from Temperature and Polarization Anisotropies in the Cosmic Microwave Background II: Partial Sky Coverage and Inhomogeneous Noise
在我们最近的论文（Yadav et al. 2007）中，我们描述了一个快速三次（双谱）估计本地类型的原始非高斯振幅，f_{NL}，从宇宙微波背景（CMB）温度和E-偏振观测的综合分析。在本文中，我们推广估计处理部分天空覆盖以及非均匀噪声。我们的广义估计器仍然是计算效率高，缩放为O（N^3/2）相比，O（N^5/2）缩放的蛮力双谱计算的天空地图与N像素。即将进行的CMB实验预计将产生高灵敏度的温度和E-偏振数据。我们的广义估计将使我们能够最佳地利用这些现实的实验相结合的CMB温度和E-偏振信息，并约束原始的非高斯性。
2007-11-30 astro-ph
Separation of Gravitational-Wave and Cosmic-Shear Contributions to Cosmic Microwave Background Polarization
暴胀引力波（GW）对宇宙微波背景偏振中的旋度分量有贡献。宇宙切变--宇宙微波背景的引力透镜--将一部分主要的梯度极化转换成旋度分量。高阶相关性可以用来映射宇宙切变，并减去对旋度的贡献。需要角分分辨率才能追求比普朗克可达到的振幅更小的GW振幅。小尺度下CMB功率的有限截止导致了最小可检测GW振幅，对应于接近10^15 GeV的暴胀能量。
2002-05-14 astro-ph
Faraday Rotation of the Cosmic Microwave Background Polarization and Primordial Magnetic Field Properties
测量宇宙微波背景辐射（CMBR）偏振的法拉第旋转可以为原始磁场的存在提供证据。法拉第旋转也可以允许研究这些场的某些性质。本文在不同的磁场谱指数和相关长度假设下，计算了法拉第旋转相关器的角度依赖性。我们表明，螺旋部分的磁场不作出任何贡献的相关器。我们强调的法拉第旋转测量中的检测器的角分辨率的重要性，表明它可以严重降低的效果，即使是一个相对较大的磁场相关长度。
2004-10-12 astro-ph
Lensing effect on polarization in microwave background: extracting convergence power spectrum
物质沿视线的不均匀性使起源于红移$z \sim 1100$的最后一个散射表面的宇宙微波背景（CMB）光子偏转。这些畸变改变了CMB偏振的模式。我们确定特定的组合斯托克斯$Q$和$U$参数，对应于自旋0，$\pm 2$变量，并可用于重建投影的物质密度。我们计算作为探测器灵敏度和角分辨率的函数的预期信噪比。利用普朗克卫星，探测将在几个$σ$级别。要在更宽的尺度范围内测量投影的暗物质功率谱，需要几倍更高的探测器灵敏度，这可以提供对投影物质功率谱的独立确认，如从其他方法测量的那样。
1999-12-23 astro-ph
Detectability of Inflationary Gravitational Waves with Microwave Background Polarization
暴胀预言了密度（标量度规）扰动和引力波（张量度规扰动）的原始谱的振幅和谱指数之间的特定关系。随机重力波背景的检测对于识别这种明确的特征至关重要。极化的宇宙微波背景可以隔离这些张量模式在一个模型无关的方式，从而规避宇宙方差的限制，检测一个小的张量信号，只有一个温度图。在这里，我们评估的温度和偏振图的引力波背景的可探测性。对于比$10-20 μK \sqrt{sec}$更好的探测器灵敏度，对张量信号的灵敏度总是由偏振图支配。在探测器灵敏度为$1 μK \sqrt{sec}$量级的情况下，偏振可以将温度图对张量模式的灵敏度提高两到三个数量级。即使是少量的再电离也大大增强了张量模式的可探测性。我们还认为，普朗克测量仪张量模式的灵敏度显着提高偏振，即使考虑到由此产生的退化的强度测定在高频通道。
1997-05-28 astro-ph
