The Cosmic Microwave Background in an Inhomogeneous Universe - why void models of dark energy are only weakly constrained by the CMB
Ia型超新星的变暗可能是哈勃尺度的物质不均匀性和空间曲率的结果，而不是暗能量成分存在的信号。这类模型的一个关键挑战是拟合宇宙微波背景（CMB）的详细光谱。我们提出了一个详细的讨论，在一个不均匀的宇宙中的小尺度CMB，专注于球对称的“空”模型。我们允许辐射的动力学效应，同时分析的问题，与其他工作，无意中微调其空间分布。这是一个令人惊讶的重要效应，我们得出了截然不同的结论。在宇宙微波背景辐射距离上开放的模型适合于宇宙微波背景辐射的功率谱，而不需要微调;这些模型也适合于超新星和当地的哈勃速率数据，这有利于高膨胀率。渐近平坦模型可能适合CMB，但需要一些额外的假设。我们认为，在这些模型中的辐射的充分治疗是必要的，如果我们要了解正确的约束，从CMB，以及其他观测依赖于它，如光谱畸变的黑体光谱，运动学Sunyaev-Zeldovich效应或重子声学振荡。
2011-02-21 astro-ph.CO gr-qc
A possible common explanation for several cosmic microwave background (CMB) anomalies: A strong impact of nearby galaxies on observed large-scale CMB fluctuations
University of Oslo（奥斯陆大学）；Instituto de Astronomía Teórica y Experimental, CONICET-UNC（理论与实验天文学研究所，阿根廷国家科学研究委员会-科尔多瓦国立大学）；Observatorio Astronómico de Córdoba, UNC（科尔多瓦天文台，科尔多瓦国立大学）
研究探讨附近星系对CMB波动的影响，提出一种径向温度分布模型，发现其与Planck CMB地图高度相似，且与四极子、八极子等模式显著相关，可能影响大尺度宇宙参数。
2023-06-28 astro-ph.CO gr-qc
Last scattering, relic gravitons and the circular polarization of the CMB
磁化等离子体在散射时对$V$模极化的张量贡献最终完全消失。相反，残余引力子的偏振背景不能产生$V$模式偏振。报道的结果表明，在磁化的$Λ$ CDM范例，圆二色性的主要来源源于大规模的波动的空间曲率。
2010-01-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Gaussianity and the Cosmic Microwave Background Anisotropies
本文从教学角度综述了非高斯性对宇宙微波背景各向异性影响的研究现状。我们首先展示了如何设置初始条件在二阶（规范不变）CMB各向异性时，一些原始NG存在。然而，在CMB各向异性中，除了原始各向异性之外，还有许多NG源，其可以污染原始信号。我们主要研究了大、小角尺度下微扰理论中CMB各向异性在暴胀后的二阶演化过程中产生的NG，如在复合时期产生的NG。我们将展示如何推导出方程来研究二阶CMB各向异性，并提供分析计算来评估其污染原始NG（补充数值例子）。我们还提供了其他次要影响的简要总结。这篇评论需要在线性水平上的宇宙学扰动理论的基本知识。
2010-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on background torsion from birefringence of CMB polarization
我们表明，一个非最小的电磁耦合与背景扭转可以产生双折射的电磁波。这种双折射引起CMB的B模式偏振。从WMAP和BOOMERANG数据的B-模式的界限，人们可以把背景扭转限制在$ξ_{1}T_{1}=(-3.35 \pm 2.65) \times 10^{-22} GeV^{-1}$。
2009-08-05 astro-ph.CO gr-qc
CMB circular and B-mode polarization from new interactions
描述宇宙微波背景（CMB）通过康普顿散射的辐射传输的标准模型预测，线性阶的宇宙标量扰动不能产生V和B偏振模。在这项工作中，我们调查的可能性，这样的CMB偏振模式产生的线性标量扰动的存在下，即使只有。我们提供了一个一般的光子费米子前向散射振幅的参数化和计算不同的CMB偏振模式之间的混合项。我们讨论了违反离散对称性的标准模型相互作用的不同一般扩展，同时保持电荷共轭，宇称和时间反转的组合。我们表明，它是可能的源CMB圆极化违反宇称和电荷共轭对称性。相反，B模式的产生与时间反演的对称性的破坏相关联。我们的结果提供了一个有用的工具来约束新的物理使用CMB数据。
2019-08-10 astro-ph.CO hep-ph
Photon-photon interactions as a source of CMB circular polarization
由中性氢背景介导的光子-光子相互作用可以通过完全正向过程[gamma+gamma+atom-> gamma+ gamma+atom]将平面偏振转换为圆偏振，其中只有光子偏振发生变化。对于角尺寸小于1/300且具有大平面偏振的某些区域，圆偏振强度与平面偏振强度的比率被预测为10^{-5}的数倍。
2013-04-02 astro-ph.CO hep-ph
Litmus Test for Cosmic Hemispherical Asymmetry in the Cosmic Microwave Background B-mode polarization
最近对宇宙微波背景（CMB）温度场的测量为构成当代宇宙学基本原则的统计各向同性（SI）的破坏提供了诱人的证据。CMB空间任务、WMAP和Planck观测到了大角度尺度下SI温度场的$7\%$偏离。然而，由于在低多极时的宇宙方差更高，预计这一测量的意义不会从未来的任何CMB温度测量中得到改善。我们表明，弱透镜的CMB由于标量扰动产生相应的SI违反$B$模式的CMB偏振在较小的角度尺度。这种现象的可测量性取决于功率不对称存在的尺度（$l$范围）。仅限于温度场中的$l<64$的功率不对称性不会导致从该新窗口的任何显著的可观察效果。然而，这种效应可以对标量扇区中存在的半球不对称尺度的空间范围施加独立的限制。
2016-06-02 astro-ph.CO gr-qc
Generation of Circular Polarization of CMB via Polarized Compton Scattering
宇宙学的标准方案预测通过汤姆逊散射的宇宙微波背景辐射（CMB）的线性偏振的可测量量，而通过该方案，圆偏振的产生被排除在外。另一方面，在观测证据中并未排除CMB的圆偏振。本文研究了宇宙微波背景辐射光子与极化宇宙电子的康普顿散射产生圆极化。我们考虑极化康普顿散射的动机来自于大尺度外磁场的影响、手征磁不稳定性和宇宙电子的新物理相互作用。结果表明，在标量微扰的作用下，极化康普顿散射的阻尼项可以在CMB辐射中产生圆极化，使得CMB圆极化功率谱$C_l^{V(S)}$正比于CMB温度各向异性功率谱$C_l^{I(S)}$，也正比于$δ^2$，后者是极化电子数密度占净左旋或右旋极化总电子数密度的分数.我们已经讨论过，至少我们需要$δ<10^{-4}$来找到与所报道的CMB圆偏振上限的一致性。
2018-10-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Optical Depth of the Cosmic Microwave Background due to Scattering and Absorption
结果表明，在部分电离的宇宙等离子体中，除了汤姆逊散射外，电子-电子、电子-离子和电子-原子碰撞引起的吸收也对宇宙微波背景（CMB）的光学厚度有贡献。吸收深度取决于等离子体温度和CMB辐射的频率。吸收效应在CMB谱的低频部分是突出的。当这些影响被包括在对CMB光谱的解释中时，可能需要对宇宙电离的观点进行修正。
2009-09-01 astro-ph.CO
Reconstruction of CMB Temperature Anisotropies with Primordial CMB Induced Polarization in Galaxy Clusters
宇宙微波背景辐射在星系团中的散射会产生偏振信号，偏振信号由星系团位置光子分布的四极各向异性决定。这种由星系团的激发极化测量得到的“远距四极”为重建局部CMB温度各向异性提供了机会。在这封{ \em Letter}中，我们通过估计潜在的原始引力势来开发重建的算法，原始引力势是星系团中CMB温度和偏振涨落以及CMB诱导偏振的起源。我们发现一个很好的重建四极和八极分量的CMB温度各向异性的援助下的CMB诱导极化信号。重建结果对解决CMB异常问题，特别是WMAP和Planck数据中的低四极和邪恶轴问题，具有重要的一致性检验意义。
2016-03-20 astro-ph.CO
Generation of circular polarization of the CMB
根据标准宇宙学，在最后一个散射表面附近，通过康普顿散射散射的光子只是线性偏振的，然后CMB光子的原始圆偏振为零。本文证明了当考虑背景磁场或标准模型的量子电动力学部分被洛伦兹非不变算子和非对易性扩展时，CMB极化获得了小程度的圆极化. CMB辐射圆偏振的存在可能在未来的观测计划中得到验证，它代表了研究新物理效应的一个可能的新渠道。
2010-08-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraining Light Gravitino Mass from Cosmic Microwave Background
我们研究了在未来的宇宙微波背景（CMB）观测中限制轻引力子质量m_{3/2}的可能性。质量m_{3/2} <O（10）eV的轻引力子模型是一个非常有趣的模型，因为它不受宇宙学引力子问题的影响，此外，它可以与许多重子生成/轻子生成的场景（如热轻子生成）相兼容。我们表明，CMB各向异性的透镜可以是一个很好的探针m_{3/2}，并获得预期的约束m_{3/2}从未来的CMB调查，如PolarBeaR和CMBpol实验的透镜电位的精确测量。如果引力子质量为m_{3/2} =1 eV，我们将得到引力子质量的约束为m_{3/2} < 3.2 eV（95% C. L.）对于Planck+PolarBeaR组合和m_{3/2} =1.04^{+0.22}-0.26} eV（68% C. L.）关于CMBpol贝叶斯模型的选择问题进行了讨论。
2009-08-11 astro-ph.CO hep-ph
Generation of circular polarization in CMB radiation via nonlinear photon-photon interaction
标准的宇宙学模型确实预测了通过汤姆逊散射的宇宙微波背景辐射（CMB）的强度和线性偏振的可测量的各向异性量，即使这些理论模型没有预测CMB辐射的圆偏振。另一方面，在观测证据中并未排除CMB的圆偏振。在这里，我们估计圆偏振功率谱$C_{l}^{V(S)}$的CMB辐射由于康普顿散射和非线性光子-光子前向散射通过Euler-Heisenberg有效拉格朗日。我们估计了目前$l\sim300$的圆功率谱的平均值为$1(l+1)\,C_{l}^{V(S)}/(2π)\sim 10^{-4}μ\,K^2$，它比最近报道的数据（SPIDER合作）要小，但在未来可实现的实验数据范围内。我们还证明了在原始标量微扰存在下，通过Euler-Heisenberg相互作用可以产生CMB光子的B模偏振，但这种贡献并不显著。
2017-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Joint constraint on primordial gravitational waves and polarization rotation angle with current CMB polarization data
宇宙CPT破坏将使CMB光子的偏振方向发生旋转，部分CMB E模转换为B模，反之亦然。它将产生非零的EB、TB光谱，并改变EE、BB、TE光谱。这一现象为我们从CMB观测中检测CPT破坏特征提供了一种方法，也为产生B模偏振提供了一种新的机制。在本文中，我们执行一个全球性的分析张量标量比$r$和偏振旋转角度的基础上，目前的CMB数据集与低$\ell$（普朗克，BICEP 2/Keck阵列）和高$\ell$（POLARBEAR，SPTpol，ACTPol）。得益于CMB数据的高精度，我们获得了68% C. L.处的各向同性旋转角$\barα = -0.01^\circ \pm 0.37^\circ $，各向异性旋转角$C^α(0)<0.0032\,\mathrm{rad}^2$的方差、95%C. L.处的尺度不变功率谱$D^{αα}_{\ell \in [2, 350]}<4.71\times 10^{-5} \,\mathrm{rad}^2$和$r<0.057$。结果表明，考虑偏振旋转效应后，$r$的95%上限收紧了17%。
2019-10-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The Gauss-Legendre Sky Pixelization for the CMB polarization (GLESP-pol). Errors due to pixelization of the CMB sky
介绍了高斯-勒让德天空像素化（GLESP）方案中CMB图偏振数值分析方法的发展。在像素化方案GLESP中结合偏振变换完成了我们用于CMB图数值分析的新方法的创建。GLESP和HEALPix计算的比较完成。
2009-04-16 astro-ph.CO
Real space CMB temperature and polarization formulas
通过求解斯托克斯参量I、Q和U的一阶玻尔兹曼方程，导出了实空间CMB温度和偏振的计算公式。
2016-08-05 astro-ph.CO
CMB Polarization in Einstein-Aether Theory
我们研究了修改重力矢量扇区对CMB偏振的影响。我们采用爱因斯坦-以太理论作为一个具体的例子。爱因斯坦-以太理论承认在暴胀过程中产生的动力学矢量扰动，在CMB极化上留下印记。我们推导了以太矢量场的协变微扰方程，并利用修正的CAMB程序计算了CMB的B模偏振。结果表明，以太场的B模信号的振幅可以超过暴胀引力波的振幅。频谱的形状是清楚地理解在一个分析的方式使用紧耦合近似。
2010-12-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Detecting Electron Density Fluctuations from Cosmic Microwave Background Polarization using a Bispectrum Approach
高灵敏度宇宙微波背景（CMB）偏振实验的最新进展为研究大尺度结构（LSS）打开了一扇窗口，因为小角度尺度上的CMB偏振涨落可以由LSS和晚期宇宙电离涨落的组合产生。引力透镜效应可以从具有二次估计的CMB数据集中提取，但是具有二次估计的电子密度涨落（EDF）的重建被发现被二次CMB涨落中的大得多的引力透镜效应显著地偏置。在本文中，我们建立了一个双谱的形式化使用示踪剂的LSS提取次主导的EDF从CMB偏振数据。我们发现，这种双谱可以有效地重建角带功率的EDF和LSS示踪剂之间的互相关。下一代CMB偏振实验与星系巡天和宇宙红外背景实验相结合，可以检测到具有高度意义的EDF特征。
2018-01-16 astro-ph.CO
Detection of new point-sources in WMAP Cosmic Microwave Background (CMB) maps at high Galactic latitude. A new technique to extract point sources from CMB maps
在实验微波图中，点源会严重影响宇宙微波背景（CMB）分量的功率谱估计和高斯性检验。因此，将它们从天空图中删除是分析CMB数据的关键一步。然而，在移除源之前，有必要对其进行检测，而源提取包括一个微妙的初步操作。在文献中，已经提出了各种技术来检测点源的天空地图。最复杂的实验利用了CMB实验中典型的观测结果的多频特性。这些技术具有“最佳”理论特性，至少在原则上能够实现卓越的性能。实际上，它们很难使用，这降低了可获得的结果的质量。在本文中，我们提出了一种新的技术，“加权匹配滤波器”（WMF），这是相当简单的使用，因此在实际应用中更强大。这种技术在检测其光谱具有不为零的斜率的源中显示出特别的效率。我们将这种方法应用于南半球的三个天空区域-每个区域的面积为400平方度-七年威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）的地图，并将所得的源与两个七年WMAP点源目录进行比较。在这些选定的地区，我们发现了7个额外的来源，以前没有列入WMAP目录，并讨论他们最有可能的识别和光谱特性。
2011-01-13 astro-ph.CO astro-ph.IM
Baryon density extraction and isotropy analysis of Cosmic Microwave Background using Deep Learning
宇宙微波背景（CMB）的发现是对早期宇宙和大爆炸现象的研究和基本认识的范式转变。宇宙微波背景是宇宙学家可用的最丰富且有趣的信息来源之一，其中一个特别感兴趣的参数是宇宙的重子密度。重子密度可以通过分析CMB数据或通过研究大爆炸核合成（BBN）来初步估计。因此，这是必要的，通过两种方法得到的结果是一致的。虽然有一些成熟的统计方法用于分析CMB来估计重子密度，但在这里我们将探索深度学习在这方面的应用。我们将从模拟的CMB温度图的功率谱中获得的重子密度与相应的地图图像相关联，并形成用于训练神经网络模型的数据集。我们分析的准确性，该模型是能够预测的结果，从一个相对抽象的数据集，考虑到CMB是一个高斯随机场。CMB是各向异性的，这是由于在小尺度上的温度波动，但在较大尺度上，CMB被认为是各向同性的，在这里，我们通过使用以不同银河系坐标为中心的CMB地图训练模型来分析CMB的各向同性，并比较神经网络模型的预测。
2020-08-08 astro-ph.CO
Lecture notes on the physics of cosmic microwave background anisotropies
本文回顾了宇宙微波背景（CMB）辐射的温度各向异性和偏振理论，并描述了我们从当前的CMB观测中所学到的东西。特别是，我们将讨论如何使用CMB提供可观测宇宙的组成和几何的精确测量，并约束早期宇宙的物理。我们还简要回顾了物理的小尺度CMB波动期间和之后的时代的再电离，这是一个新品种的弧分分辨率仪器的目标。
2009-03-30 astro-ph.CO
Lensing Simulation and Power Spectrum Estimation for High Resolution CMB Polarization Maps
我们提出了有效的算法，CMB透镜模拟和功率谱估计的平坦天空CMB偏振图。我们建立了一个纯B模式估计，以弥补由于部分天空覆盖E到B泄漏。我们证明了我们的估计是无偏的，并且与预测误差一致。我们证明了我们的算法，使用模拟观测的小天空补丁与现实的噪声和权重即将到来的CMB偏振实验。
2013-06-28 astro-ph.CO
CMB Shadows: The Effect of Interstellar Extinction on Cosmic Microwave Background Polarization and Temperature Anisotropy
我们评估的宇宙微波背景（CMB）和前景组件之间的组件分离的准确性的下降所造成的忽视的吸收的CMB的宇宙微波背景的银河系星际物质。由于尘埃成分，由CMB阴影引起的温度各向异性的幅度约为1 uK。该值与即将进行的CMB实验中探测非高斯性研究所需的噪声水平相当。此外，由尘埃引起的CMB阴影所引起的偏振幅度与原始引力波所留下的CMB B模式偏振的RMS值相当或更大。我们表明，应用单幂律模型作为观测到的多频数据的尘埃光谱引入系统误差，这是可比的或大于所需的噪声水平即将CMB B模式偏振实验。从亚毫米波段数据中推导出尘埃发射的本征谱，将系统误差降低到所需的噪声水平以下。然而，这种方法要求粉尘温度测量的精度优于百分之几。我们的结论是，在未来的CMB任务中，必须考虑由于灰尘的CMB阴影，以实现其目标灵敏度。我们的结果对于探测张量标量比为r=10^{-3}的原始CMB B模偏振具有重要意义。
2020-05-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Physics of the cosmic microwave background anisotropy
对宇宙微波背景（CMB）的观测，特别是对它的频谱及其温度和偏振各向异性的观测，在现代宇宙学的发展和我们对极早期宇宙的认识中起着关键作用。我们回顾了宇宙微波背景的物理基础，以及原始温度和偏振各向异性是如何形成的。强调了区分竞争宇宙学模型的可能性。评述了CMB实验和实验技术的现状，重点是未来的观测，特别是在偏振方面。前景的排放，特别是偏振尘埃的物理，详细讨论，因为这一领域可能成为至关重要的测量的B模式的CMB偏振在以往任何时候都更高的灵敏度。
2015-01-18 astro-ph.CO
Cosmic Microwave Background Anisotropy numerical solution (CMBAns) I: An introduction to $C_l$ calculation
本研究提出了一款名为CMBAns的新型宇宙学玻尔兹曼代码，可精确计算CMB功率谱与BipoSH系数，采用C语言编写并借鉴C++类概念以提升扩展性，配套独立工具，相关数学方法已阐明，程序包近期将开源。
2025-09-06 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Photon-photon interactions can be a source of CMB circular polarization
光子-光子相互作用，如标准海森堡-欧拉相互作用所描述的，可以在最后一次散射之后的时间段内将CMB的平面偏振转换为圆偏振。我们估计所得到的圆偏振参数的标准偏差，作为约束的限制观察大平面偏振的角度区域，并找到结果的顺序为$10^{-9}$的斯托克斯参数$V$。
2014-12-08 astro-ph.CO
CMB lensing forecasts for constraining the primordial perturbations: adding to the CMB temperature and polarization information
我们预测如何当前（{ \planck }）和未来（{ \prism }）宇宙微波背景（CMB）实验约束绝热模式及其混合物与原始等曲率模式，使用测量的重构CMB透镜势和透镜诱导CMB B模式偏振各向异性结合CMB温度和E模式偏振各向异性。我们首先研究了绝热模和等曲率模的CMB温度谱、偏振谱和透镜谱的特性。然后，我们考虑如何透镜诱导的B-模式偏振和透镜潜在的信息可以改善约束的混合物的绝热和三个相关的等曲率模式。我们发现，CMB透镜谱提高了等曲率模式的约束最多10%的{ \planck }和{ \prism }实验，有限的改善结果的低幅度的等曲率透镜谱和这些谱之间的抵消，使它们只能轻微检测。如通过{ \prism }测量的，使用透镜诱导的CMB B模式偏振光谱有更大的增益，其中相对于CMB温度和E模式偏振约束，对等曲率模式振幅的约束提高多达40%。透镜化和透镜化诱导的B模式偏振信息两者的添加将等曲率模式振幅约束在百分之几水平或更好，在绝热模式与一个或两个相关等曲率模式的混合物的情况下，具有百分之一水平约束或更好的可能。我们调查的依赖，我们的结果在我们的分析中的各种假设，如列入暗能量参数，CMB温度透镜相关性，和存在的原始张量模式，并发现这些假设并没有显着改变我们的主要结果。
2014-11-28 astro-ph.CO
Delensing CMB Polarization with External Datasets
当前和未来CMB偏振实验的主要科学目标之一是寻找早期宇宙中重力波的随机背景。随着仪器灵敏度的提高，限制因素最终将是由引力透镜产生的B模式功率，这可以通过使用所谓的去透镜算法来消除。我们预测的前景，使用外部获得的CMB偏振的透镜映射：无论是从大尺度结构的观测，或从高分辨率的CMB温度的地图。我们的结论是，在任何一种情况下的预测是不令人鼓舞的，并显着去透镜大规模CMB偏振需要高分辨率的偏振图，具有足够的灵敏度来测量透镜B模式。我们还提出了一个简单的形式主义，包括在CMB的预测，这是计算速度快，同意与Monte Carlos脱透镜。
2010-10-05 astro-ph.CO
Evidence for cosmic neutrino background form CMB circular polarization
宇宙微波背景的原始各向异性通过康普顿散射被线性极化。另一方面，观测上并不排除宇宙微波背景的原始圆偏振度。在这项工作中，我们讨论的产生的圆偏振的CMB通过它们的散射宇宙中微子背景下，自时代的重组。结果表明，光子-中微子相互作用可以通过$γ+ν\rightarrowγ+ν$过程将平面极化转变为圆极化，CMB的Stokes-V参数与波长呈线性关系，与宇宙中微子背景的平均压强和剪应力扰动呈平方关系，并估计了$C^V$的最大值在几个纳开尔文平方范围内.
2014-08-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Cosmic Microwave Background: a strange characteristic
宇宙中散射粒子的自引力能量密度与宇宙微波背景（CMB）中散射光子的能量密度之比在任何空间体积中都是相同的。这两个能量密度在辐射温度为当前CMB温度的量级时相等。
2009-10-01 astro-ph.CO
Mitigating Cosmic Microwave Background Shadow Degradation of Tensor-to-scalar Ratio Measurements through Map-based Studies
本研究利用模拟天图评估CMB阴影对未来高精度B模实验的影响，并采用改进的Delta-map前景去除方法，避免原初引力波信号的误检，使张量-标量比测量达到r=0.001水平。
2023-06-02 astro-ph.CO
CMB Mode Coupling with Isotropic Polarization Rotation
本文提出通过CMB模耦合测量各向同性偏振旋转的新方法，推导了由宇称破坏引起的模耦合新贡献，并证明其在未来实验中的约束力与EB交叉功率谱相当，可用于交叉检验。
2021-05-07 astro-ph.CO
B-mode in CMB polarization. What's that and why it is interesting
结合BICEP 2测量结果讨论了遗迹引力波背景对CMB偏振B模的产生。描述的偏振映射的偏振矩阵的特征向量。
2014-10-23 astro-ph.CO
Dipolar dark matter and CMB B-mode polarization
我们将暗物质看作是携带磁偶极矩的单重态费米子粒子，探讨了暗物质对宇宙微波背景（CMB）光子极化的贡献。我们发现狄拉克费米子暗物质对CMB极化没有贡献。然而，在马约拉纳暗物质的情况下，这种类型的相互作用导致的原始标量扰动的存在下，这是在与标准的情况下的CMB偏振的B模式偏振。我们数值计算的B模式功率谱和绘图$C_l^{BB}$为不同的暗物质质量和$r$参数。结果表明，质量小于100 MeV的暗物质对$C_l^{BB}$有重要贡献.同时，质量为$m_d\leq50MeV$ for $r=0.07$（$m_d\leq80MeV$ for $r=0.09$）的暗物质可以通过实验排除。此外，我们的结果提出了一个关于$M\leq 10^{-16} e\,\,cm$的磁偶极矩的限制与其他报道的限制。
2018-10-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Power Spectra of CMB Polarization by Scattering in Clusters
宇宙微波背景辐射的偏振测绘是当前宇宙学研究的一个重要组成部分。特别具有挑战性的是测量极弱的B模式偏振，这可能会对暴胀产生独特的见解。实现这一目标需要非常精确的测量二次偏振分量的大小角度尺度。星系团中CMB的散射引起了几种偏振效应，它们的测量可以探测星系团的性质。也许更重要的是来自集群群体的统计极化信号的水平。计算了其中五个偏振分量的功率谱，并与主偏振谱进行了比较。这些光谱在多极$\ell \geq 3000$处达到峰值，并且达到不太可能明显污染原始极化信号的水平。
2009-02-13 astro-ph.CO
Galactic foregrounds and CMB polarization
CMB偏振有望揭开测量暴胀发出的引力波背景的曙光。然而，CMB信号很微弱，很容易被银河系的前景辐射污染，因此准确测量CMB是成功观测的关键。我们回顾了宇宙微波背景辐射的偏振特性和银河系同步辐射的现有知识。然后，我们专注于S波段偏振全天巡天（S-PASS），这是最近完成的一项对整个南部天空的巡天，旨在调查银河系CMB前景。
2010-08-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Square Kilometer Array as a Cosmic Microwave Background Experiment
本文提出将平方公里阵列SKA作为CMB实验，利用其单天线模式在射电波段测量CMB中到大角尺度模式，并预测SKA与LiteBIRD联合可显著改善对原初非高斯性参数f_nl的约束。
2024-06-06 astro-ph.CO
Statistics of CMB polarization angles
我们研究了CMB偏振角$ψ$的分布函数，重点是普朗克2018 CMB图。我们扩展了高斯相关$Q$和$U$ Stokes参数的Preece & Battye（2014）模型，以允许非零均值。当$Q$和$U$的方差相等并且它们的协方差和均值为零时，偏振角均匀分布。否则，均匀分布将被具有$2ψ$和$4ψ$相位的谐波调制。这些调制在普朗克2018 CMB地图中可见。此外，与功率谱相比，$U$的平均值是特殊的。
2020-01-06 astro-ph.CO
The presence of Primordial Gravitational Waves in the Cosmic Microwave Background
广义相对论肯定任何场都是引力场的源，因此，应该肯定原初引力波是由宇宙微波背景（CMB）的能量产生的。本文证明了无量纲振幅$\sim 10^{-5}$和大波长$\sim 10$兆秒差距的引力波使CMB辐射的温度移动约$10^{5}$的一部分。
2012-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Integral representation of the cosmic microwave background spectrum
我们用一个非热辐射的积分表示来描述宇宙微波背景（CMB）的频谱。上限由瑞利-金斯定律给出，温度$T_{RJ}$可由21 cm光子的吸收信号确定，其中$T_{RJ}$表示RJ尾部光子的平衡温度。如果是$T_{RJ}>T_{CMB}$，那么下限允许我们得出这样的结论：除了大爆炸的残余物之外，还需要光子来解释现在的宇宙微波背景。这些约束是在研究新物理粒子或场所带来的CMB扭曲时，对其他宇宙学或天体物理学约束的补充。
2019-03-08 astro-ph.CO
A numerical study of observational systematic errors in lensing analysis of CMB polarization
通过数值模拟研究了观测系统误差对宇宙微波背景（CMB）极化透镜分析的影响。我们对CMB偏振观测中的增益、角度和指向误差进行了建模，并模拟了由这些误差调制的偏振场。我们讨论了系统引起的$B$模式的振幅和空间尺度的施加误差的响应，并表明，透镜重建和脱透镜分析的结果表现根据它。据观察，在不久的将来预期的误差水平导致脱透镜效率没有显着下降。
2021-06-09 astro-ph.CO
Missing dust signature in the cosmic microwave background
我检查了一个可能的光谱失真的宇宙微波背景（CMB）由于其吸收星系和星系际尘埃。我表明，即使是微妙的星系际不透明度$1 \times 10^{-7}\, \mathrm{mag}\, h\, \mathrm{Gpc}^{-1}$的CMB波长在本地宇宙中的CMB吸收和CMB强度的下降，因为不透明度急剧增加红移的原因不可忽略。宇宙微波背景辐射即使在由红移$z < 10$定义的宇宙时期也应该是扭曲的。对于这个时期，CMB的最大光谱失真至少为300 GHz处的$20 \times 10^{-22} \,\mathrm{Wm}^{-2}\, \mathrm{Hz}^{-1}\, \mathrm{sr}^{-1}$，远高于COBE/FIRAS、WMAP或普朗克通量测量的灵敏度。如果尘埃质量被认为是红移依赖的，在红移2-4处有明显的尘埃丰度，预测的CMB失真甚至更高。在完全透明的宇宙中，由于星系中的尘埃，宇宙微波背景辐射也会发生畸变，但这种效应比星系际不透明度低一个数量级。宇宙微波背景辐射被尘埃扭曲的现象并没有被观测到，这一事实很有趣，它对不透明度和消光定律的测量以及当前宇宙模型的有效性提出了质疑。
2017-06-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
The CMB flexes its BICEPs while walking the Planck
最近从BICEP 2实验中获得的微波极化测量结果可能揭示了长期以来一直在寻找的通货膨胀信号。然而，这些新结果似乎与普朗克卫星的最佳拟合模型不一致。我们提出了一个特别简单的想法来协调这些数据集，并解释宇宙微波天空中的各种现象。
2014-03-31 astro-ph.CO
New insight into EM radiation from spinning dust and its influence on the Cosmic Microwave Background
尘埃在宇宙中无处不在，它对观测到的电磁（EM）辐射的影响需要正确解决。近年来，星际尘埃粒子对电磁辐射的散射可以改变观测到的宇宙微波背景（CMB）辐射的局部性质，这一点变得越来越清楚。在这里，我们考虑的相关过程的发射和散射的电磁辐射的旋转尘埃粒子，并讨论它们可能的影响的CMB。特别是，我们表明，散射辐射可以建立星系偶极发射的不同光谱成分之间的相关性。这可以解释宇宙微波背景辐射与星际尘埃100微米热辐射之间的相关性。CMB的另一个重要性质与它的偏振各向异性和宇宙学B模的观测有关。我们表明，在静磁场的存在下，从尘埃颗粒的CMB辐射的散射确实可以创建一个B模式的光谱分量，这是非常相似的，由于原始的引力波。这可以用CMB辐射的一种棉-羊效应来描述。
2019-06-19 astro-ph.CO
Physics of the Cosmic Microwave Background Radiation
宇宙微波背景（CMB）辐射提供了一个观察早期宇宙的窗口，揭示了它的组成和结构。在这些讲座中，我们回顾和讨论的物理基础的主要特点的CMB。
2015-04-23 astro-ph.CO
Polarizations of CMB and the Hubble tension
未来对CMB偏振的精确测量可以为所谓的哈勃张力问题提供新的线索。哈勃张力来自于由两个不同距离阶梯确定的哈勃参数演变的差异。标准距离阶梯与造父变星和Ia型超新星的观测给出了较大的哈勃常数值，而反距离阶梯与宇宙微波背景和星系团中的重子声学振荡的观测给出了较小的哈勃常数值。哈勃参数的不同演化表明了宇宙再电离过程中自由电子密度的不同演化以及宇宙微波背景辐射的低-l偏振的不同大小，因为这些偏振主要是通过宇宙微波背景辐射光子与这些自由电子的汤姆逊散射产生的。在非平凡的含时暗能量状态方程下，研究了l < 12对CMB E模和B模偏振的影响.我们发现，标准距离阶梯的情况下，给出了更高的偏振功率比在LambdaCDM模型的预测。
2021-01-14 astro-ph.CO
Searching for patchy reionization from cosmic microwave background with hybrid quadratic estimators
我们提出了一个混合二次估计来测量引力透镜的宇宙微波背景（CMB）和微分屏蔽效应所产生的电子柱密度的波动，如可能产生的补丁再电离之间的交叉相关性。的混合二次估计验证模拟数据集与普朗克和CMB-第4阶段（CMB-S4）仪器属性，并发现能够恢复互功率谱几乎没有偏见。我们将这种技术应用于普朗克2015年的温度数据，并获得了引力透镜和差分屏蔽效应之间的互功率谱。仅凭普朗克数据无法检测到斑块再电离诱导的交叉功率谱，但未来的实验，如CMB-S4，将能够稳健地测量预期的信号，并提供关于再电离的新见解。
2018-08-05 astro-ph.CO
Cosmic microwave anisotropies in an inhomogeneous compact flat universe
本文计算了半圈空间E_2的宇宙微波背景（CMB）各向异性。E_2代表宇宙的紧致平坦模型，即有限体积模型。这个模型是不均匀的，在这个意义上，CMB的统计特性取决于观察员的基本细胞内的位置。结果表明，半圈空间比无限体积的协调模型更好地描述了大尺度上观测到的CMB各向异性。对于大多数观察者的位置，它匹配的温度关联函数，甚至略好于研究的3-环面拓扑结构。
2011-02-25 astro-ph.CO
Cosmic Microwave Background Mini-review
本文是一篇关于宇宙微波背景（CMB）各向异性结果及其宇宙学解释的2023年迷你综述，全面涵盖了从CMB频谱、各向异性物理到宇宙学参数约束等核心内容，并相较于早期版本进行了大幅更新。
2024-01-07 astro-ph.CO
Cosmic Microwave Background Recovery: A Graph-Based Bayesian Convolutional Network Approach
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Scientific Computing and Imaging Institute, University of Utah（犹他大学科学计算与影像研究所）
宇宙微波背景辐射（CMB）是了解宇宙起源和演化的重要信息来源。然而，对CMB的观测受到前景辐射的污染，模糊了CMB信号，降低了其约束宇宙学参数的效力。我们采用深度学习作为数据驱动的方法，从多频全天空地图中清除CMB。特别是，我们开发了一个基于图的贝叶斯卷积神经网络的基础上的U-Net架构，预测清洁CMB与像素的不确定性估计。我们展示了这种技术的潜力，现实的模拟数据的基础上，普朗克任务。我们表明，我们的模型准确地恢复清洁的CMB天空图和角功率谱，同时识别区域的不确定性。最后，我们讨论了当前的挑战和前进的道路部署我们的模型CMB恢复实际观察。
2023-02-24 astro-ph.CO astro-ph.IM cs.LG
Polarization of the Cosmic Microwave Background
本章综述CMB偏振的物理起源、宇宙学偏振模式及实验测量硬件，强调其对检验早期宇宙与标准宇宙学模型的重要价值。
2024-12-05 astro-ph.CO
Primordial Gravitational Waves Measurements and Anisotropies of CMB Polarization Rotation
在B模（BB）功率谱中寻找原初引力波信号是宇宙微波背景（CMB）极化实验的关键科学目标之一。然而，这可能很容易受到几个前景问题的污染，例如热粉尘排放。在本文中，我们研究了另一种机制，宇宙双折射，它可以引入的CPT破坏之间的相互作用CMB光子和外部标量场。这种相互作用可以引起CMB光子线偏振态的旋转，从而产生CMB BB功率谱，这种功率谱可以在大尺度上模拟原初引力波的信号。利用BICEP 2的最新偏振数据以及BICEP 2/Keck阵列和Planck的联合分析数据，考虑偏振旋转角对张量标量比$r$的约束，进行了全局拟合分析。由于BICEP 2和Keck阵列实验的数据已经用“自校准”方法进行了校正，因此本文主要研究CMB偏振旋转角各向异性的影响。我们发现，包括在分析中的各向异性可以稍微削弱$r$的约束，当使用当前的CMB偏振测量。我们还模拟了模拟CMB数据与BICEP 3的敏感性。非常有趣的是，我们发现，如果各向异性的偏振旋转角的影响不能在分析中考虑适当的，对$r$的约束将显着偏差。这意味着要准确测量原初引力波信号，必须打破CMB偏振旋转角各向异性与CMB原初张量扰动之间的简并性。
2015-06-11 astro-ph.CO
