Reionization on Large Scales II: Detecting Patchy Reionization through Cross Correlation of the Cosmic Microwave Background
我们研究了斑片状再电离对宇宙微波背景温度的影响。各向异性光学深度τ（θ）在小尺度l > 2000上改变TT功率谱。我们利用物质密度和再电离红移场之间的相关性来构造τ（θ）的全天空图。斑片状再电离将CMB能量从大尺度转移到小尺度，导致大小角尺度之间的非零交叉相关。我们表明，补丁τ相关器是敏感的小均方根值τ_rms ~ 0.003在我们的地图。我们包括其他次级各向异性，如CMB透镜，动力学和热Sunyaev-Zel'dovich条款，以及红外和点源背景，并表明，斑片状再电离可以检测到在低频通道~ 90 GHz，特别是延长再电离的历史。如果频率相关的继发性可以通过多频率分析最小化，我们表明，即使是小程度的补丁可以检测到高的意义。在这种情况下，我们表明，具有不同的tau_rms值的模型是可区分的，即使是相同的平均值<tau>。因此，补丁τ相关器提供的信息是互补的，可以从偏振和动力学Sunyaev-Zel'dovich功率谱获得的信息。
2013-10-02 astro-ph.CO
Can observations look back to the beginning of inflation?
宇宙微波背景可以测量暴胀子的潜力，只有当通货膨胀持续足够长的时间之前，可观察到的波动的视界交叉的时间，这样的非线性效应在时间演化的格林函数导致的记忆的损失的初始条件的紫外线尾巴的频谱。在相互作用标量场的量子有效作用量的导数展开中，我们讨论了关联函数的最一般解，包括任意纯态和混合量子态。在这种近似下，不会发生记忆的损失--宇宙微波观测看到的是暴胀开始时的初始光谱，在视界穿越时由暴胀子势引起的标度违反效应只会轻微地处理它。
2016-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Detecting chiral gravity with the pure pseudospectrum reconstruction of the cosmic microwave background polarized anisotropies
我们考虑利用宇宙微波背景的极化各向异性在引力的线性水平上探测宇称破坏的可能性。由于这种宇称破坏会导致非零的TB和EB相关，这使得这些奇宇称角功率谱成为引力扇区宇称破坏的潜在探针。这些光谱建模纳入透镜效应的影响，我们探讨其可能的检测范围内的小规模（气球或地面）的实验和未来的卫星任务，致力于B-模式检测。我们使用模式计数和（更现实的）纯伪谱估计方法来评估其重建的统计不确定性。这些不确定性随后转化为对平价不对称程度的限制。我们发现，对于正在进行的小规模实验，检测手征引力是不可能的。然而，对于类似卫星的任务，在68%的置信水平下可以检测到至少50%的奇偶不对称，并且在至少95%的置信水平下可以测量100%的奇偶不对称。我们还评估了偏振探测器的方向可能的误校准的影响，导致虚假TB和EB互相关。我们表明，在角度功率谱的伪谱估计的上下文中，这个角度的自校准可以显着降低奇偶不对称的测量水平的统计显著性（例如，1度的误校准角度的因子~2.4）。对于手征引力，并假设卫星任务专用于原始B模式，TB和EB相关性的未检测将转化为在95%置信水平下39%的宇称违反上限，张量标量比为0.2，不包括在95%CL下介于0.2和4.9之间的（虚）Barbero-Immirzi参数值。
2014-05-05 astro-ph.CO
Detecting the polarization induced by scattering of the microwave background quadrupole in galaxy clusters
我们分析了未来的CMB偏振巡天的可行性检测的远程温度四极散射的星系团所造成的CMB偏振。对于低红移星系团，信号与局域大尺度温度和偏振各向异性有很强的相关性，最有希望检测星系团信号的方法是互相关。对于高红移星系团，与当地温度的相关性较弱，星系团极化的不相关分量中的功率可以用来增强检测。我们推导出这些情况下的线性和二次最大似然估计，并预测信号噪声值的SZ调查的普朗克任务和SPTPol。我们的估计代表了一个最佳的“堆叠”分析集群的极化。我们发现，这种效应的可探测性对星系团气体密度分布、望远镜分辨率、星系团红移分布和天空覆盖范围都很敏感。我们发现，影响太小，在当前和不久的将来的SZ调查没有专门的极化后续检测，和r.m.s.假设观察到大约550个簇，对于2-西格玛检测，需要每个簇场的大约1 μ K-arcmin的斯托克斯参数上的噪声。我们讨论和量化潜在的偏差从动力学的一部分所造成的集群的相对运动的CMB的信号，并从背景CMB偏振背后的集群，讨论这些偏差可能会减轻的方式。我们的形式主义应该是重要的下一代CMB偏振任务，我们认为将能够测量这种效果与高信噪比。这将允许在其他探针无法访问的尺度上对LCDM模型进行重要的一致性测试。
2014-09-23 astro-ph.CO
Detecting candidate cosmic bubble collisions with optimal filters
我们回顾了一种基于最优滤波器的算法，用于检测嵌入在随机背景中的未知和不同大小的候选源，及其在威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）7年观测中检测候选宇宙气泡碰撞签名的应用。该算法提供了一个增强的灵敏度比以前的方法约2倍。此外，在没有其他基于滤波器的方法可以提供这些签名的优异增强的意义上，它是最佳的。应用该算法对WMAP的7年观测数据进行了分析，发现了8个新的候选气泡碰撞特征。
2012-06-22 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-th
Dependence of the Cosmic Microwave Background Lensing Power Spectrum on the Matter Density
宇宙微波背景（CMB）中的各向异性为我们检验大尺度结构的形成和演化模型提供了最好的实验室。宇宙微波背景各向异性谱中的丰富特征，结合高精度的观测和理论预测，也使我们能够同时约束一些宇宙学参数。随着观测的进展，在更小的角度尺度上的测量提供了越来越多的杠杆作用。这些较小的角度尺度通过引力透镜效应提供了对物质密度的灵敏测量。在这项工作中，我们提供了一个分析解释的方式，其中的CMB各向异性的透镜依赖于物质密度，发现占主导地位的影响来自于由小尺度电位之间的视界交叉和物质辐射平等的衰减设置的物质功率谱的形状。
2015-05-28 astro-ph.CO
Detecting relic gravitational waves in the CMB: Comparison of different methods
本文讨论了宇宙微波背景辐射的温度和偏振各向异性功率谱对残余引力波的约束。考虑到普朗克卫星的仪器噪声，本文用模拟和解析近似的方法计算了信噪比$S/N$。我们发现，与$BB$信道相比，在考虑所有功率谱$TT$、$TE$、$EE$和$BB$的情况下，$S/N$的值有了很大的提高。如果普朗克卫星的噪声功率谱由于某种原因而增大，则$BB$信道的$S/N$值会大大降低。然而，在后一种情况下，其中所有的宇宙微波背景辐射的功率谱被认为是$S/N$的值的影响较小。我们还发现自由参数$A_s$、$n_s$和$n_t$对两种情况下的$S/N$值的影响都很小。
2009-03-27 astro-ph.CO astro-ph.SR gr-qc
Optimal filters for detecting cosmic bubble collisions
LCDM和谐宇宙学模型的许多有动机的扩展假设存在一个嵌入在宇宙微波背景（CMB）中的源的人口。一个这样的例子是宇宙气泡碰撞的签名，它出现在永恒的膨胀模型中。测试这些场景的最明确的方法是评估定义理论的全局参数的完整后验概率分布;然而，直接评估在大型数据集上是不切实际的，例如威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）和普朗克获得的数据集。最近已经开发了一种近似完整后验的方法，该方法需要一组最有可能对似然性做出最大贡献的候选源作为输入。在本文中，我们提出了一种改进的算法来检测候选源使用最佳滤波器，并将其应用于检测候选气泡碰撞签名在WMAP 7年的观测。我们从理论上和通过模拟表明，该算法提供了一个增强的灵敏度比以前的方法约2倍。此外，没有其他基于滤波器的方法可以提供这些签名的优异增强。将我们的算法应用于WMAP 7年的观测，我们检测到8个新的候选气泡碰撞签名进行后续分析。
2012-04-05 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-th
Revising the predictions of inflation for the cosmic microwave background anisotropies
我们指出，如果考虑量子场重整化，并在哈勃半径交叉时间或它之后的几个e-折叠处计算反项，标量和张量功率谱的慢卷暴胀的预测显着变化。这导致了张量-标量振幅比与谱指数的一致性条件的变化。重新检查的潜力$\bf{ϕ^2, ϕ^4}$，表明两者都是兼容的五年WMAP数据。只有当反项在通货膨胀结束后的更大时间内被评估时，人们才能恢复标准的预测。这里提出的替代预测可能很快就会进入近期实验的测量范围。
2009-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing Parity-Violating Mechanisms with Cosmic Microwave Background Experiments
手征引力和宇宙学双折射都提供了在宇宙微波背景（CMB）温度/偏振中产生宇称违背TB和EB关联的物理机制。在这里，我们研究如何以及这两种机制可以区分，如果非零TB/EB的相关性被发现。为了做到这一点，我们评估的相关矩阵，包括新的TB-EB协方差。我们发现，这两种机制对CMB的影响是高度正交的，因此可以很好地区分TB/EB相关性的高信噪比检测的情况下。附录评估了BB、TB和EB信号检测手征引力波背景的相对灵敏度。
2010-02-05 astro-ph.CO
The Crab Nebula as a Calibrator for wide-beam Cosmic Microwave Background polarization surveys
我们分析了偏振漫发射在宽光束毫米波偏振仪校准中的作用，当使用蟹状星云作为偏振亮度和偏振角的参考源时。我们表明，CMB偏振实验的目的是检测B-模式的情况下，张量标量比$r \sim 0.001$，宽（直径几度），精确（$σ_Q$，$σ_U$ $\sim$ 20 $μ$ $K_{CMB}$ arcmin），高角分辨率（$< \mathrm{FWHM}$）的参考地图需要适当地考虑到扩散偏振发射的影响，并避免显着的偏差校准。
2021-06-09 astro-ph.CO astro-ph.IM
Large-Angle Anomalies in the Microwave Background
WMAP测量到的宇宙微波背景各向异性的大角度特性中存在异常现象，对此已经提出了几项主张。在大多数情况下，这些异常的统计显著性很难甚至不可能评估，因为用于量化异常的统计数据是后验选择的。另一方面，在最大的可观测尺度上发现新物理的可能性是如此令人兴奋，在我看来，值得仔细研究这些说法。我将重点讨论三个特别的主张：缺乏大角度的权力，南北权力不对称，多极联盟。在所有情况下，后验统计的问题可以通过找到一个新的数据集来解决，该数据集探测与大角度CMB相似的物理尺度。这是一项艰巨的任务，但有一些可能的途径来实现它。
2010-06-10 astro-ph.CO
Detecting relics of a thermal gravitational wave background in the early Universe
如果在通常的暴胀阶段之前有一个辐射主导的时期，那么在早期宇宙中就可以产生热引力波背景。这种背景为研究宇宙的初始状态提供了一种独特的方法。我们讨论了引力子的热谱对宇宙微波背景（CMB）功率谱的影响，以及它可能被CMB观测到。假设暴胀阶段是一个纯粹的de Sitter膨胀，我们发现，如果暴胀的e倍数小于65，这个热谱的信号可以通过普朗克和北极熊实验的观测，或计划中的EPIC实验检测到。如果类通货膨胀阶段是次指数阶段，这个界限甚至可以更宽松。
2009-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Microwave Background Science at Commercial Airline Altitudes
获得度尺度宇宙微波背景（CMB）偏振的高灵敏度测量是探测原初引力波的最直接途径。从占主导地位的前景发射中恢复任何原始信号将需要在多个频率上进行高保真观测，并对系统学进行出色的控制。我们探索了一个新的CMB观测平台的潜力，Airlander 10混合动力飞行器，来执行这项任务。我们表明，在商业航空公司高度运行的Airlander 10平台非常适合绘制220 GHz以上的频率，这对于清理CMB灰尘排放地图至关重要。通过优化探测器在不同频率上的分布，我们预测了Airlander 10作为高度函数清理不同复杂度前景的能力，证明了它与现有（普朗克）和正在进行的（C-BASS）前景观测的互补性。这个新颖的平台可以在定义我们对极化微波天空的最终看法方面发挥关键作用。
2017-04-18 astro-ph.CO astro-ph.IM
Sky maps without anisotropies in the cosmic microwave background are a better fit to WMAP's uncalibrated time ordered data than the official sky maps
对WMAP未校准的时间顺序数据（TOD）进行重新分析的目的有两个。第一项是重新评估在正式的WMAP宇宙微波背景（CMB）天空图中探测各向异性的可靠性。第二个是评估拟议标准在避免探测感兴趣信号时出现系统误差方面的性能。该标准是通过检验零假设，即未校准的TOD是一致的，没有各向异性时，WMAP的每小时校准参数允许变化。对于所有20个WMAP通道，没有各向异性的天空图比官方分析更适合TOD。最近发射的普朗克卫星应该有助于解决这个令人困惑的结果。
2009-09-02 astro-ph.CO physics.gen-ph
Cluster richness-mass calibration with cosmic microwave background lensing
通过光度测量中星系的过密度来识别星系团是最古老的，也可以说是最经济和质量敏感的探测方法，与X射线和Sunyaev-Zel'dovich效应探测热的星系团内介质相比。然而，一个长期存在的问题一直是映射的光学“丰富”的测量对总集群质量。宇宙微波背景以14 Gpc的共形距离发射，对宇宙中所有介入的物质起到背光的作用，因此被引力透镜化。在这里，我们提出了一个校准的集群光学丰富度在10%的水平，通过测量平均宇宙微波背景透镜收敛普朗克测量的大量的光学选择集群的位置，检测偏转的光子的总质量的顺序为10**14太阳质量的晕。虽然普朗克透镜重建主要是针对大尺度结构的研究，但对于角分尺度上的堆叠星系团，它可以得到几乎无偏的结果。透镜收敛只依赖于物质的分数密度的红移积分，因此这种方法提供了一个干净的测量在宇宙历史的大部分时间，在很大程度上独立于重子物理的集群质量。
2017-07-28 astro-ph.CO
Non-parametric exploration of minimally coupled gravity with phantom crossing
Ruhr University Bochum（鲁尔大学波鸿分校）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Kyoto University（京都大学）
利用暗能量光谱仪等数据，对最小耦合的动力学引力编织子类进行非参数探索，识别出实现幻数穿越且与多种探测器一致的KGB模型，表明无需共形耦合也有可行解，推动未来相关贝叶斯分析。
2026-07-13 astro-ph.CO
Beyond $w_0-w_a$ and Phantom Crossing: Testing Models of Coupled Dark Sector
Instituto de Física Teórica da Universidade Estadual Paulista（圣保罗州立大学理论物理研究所）；ICTP South American Institute for Fundamental Research（国际理论物理中心南美基础研究所）；Department of Astronomy/Steward Observatory, University of Arizona（亚利桑那大学天文学系/斯图尔德天文台）
本文提出暗物质质量依赖暗能量场的耦合模型，在玻尔兹曼求解器中实现并利用CMB、BAO和SNIa数据约束，实现幻影穿越，拟合优度媲美$w_0-w_a$参数化。
2026-09-11 astro-ph.CO hep-ph
Quintessence with tachyonic resonance and late-time cosmic-microwave-background and gravitational-wave signals
Nagoya University（名古屋大学）；Kobayashi-Maskawa Institute for the Origin of Particles and the Universe, Nagoya University（小林-益川粒子宇宙起源研究所）；Institute for Advanced Research, Nagoya University（名古屋大学高等研究院）；Rikkyo University（立教大学）
研究 quintaessence 模型在晚期宇宙中的行为，探讨其对宇宙微波背景和引力波信号的影响。
2026-02-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
