Parity-violating scalar trispectrum from helical primordial magnetic fields
本文推导螺旋与非螺旋原初磁场源生的曲率扰动三谱，发现宇称奇信号可在特定参数空间占优，并给出螺旋功率比上限。
2025-06-11 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic birefringence tomography and calibration-independence with reionization signals in the CMB
本文提出利用 CMB 再电离与复合时期双折射角之差消除偏振角校准偏差，并结合多类探测实现双折射层析，预测 LiteBIRD 可测至约 0.05 度。
2021-08-20 astro-ph.CO hep-ph
The Cosmic Microwave Background And Pseudo-Nambu-Goldstone Bosons: Searching For Lorentz Violations In The Cosmos
极化宇宙微波背景（CMB）是新物理学最有力的探索之一。最后一次散射的CMB表面和今天之间的非零偏振角旋转的检测可以提供洛伦兹破坏物理学的证据。本文件有两个目的。首先，我们回顾了一个流行的机制的CMB光子的偏振旋转：伪南布-戈德斯通玻色子。其次，我们提出了一种方法，使用北极熊实验来约束洛伦兹违反物理学的背景下，标准模型扩展，一个框架来标准化粒子物理学中的一大类潜在的洛伦兹违反条款。
2016-11-01 astro-ph.CO
Imaging parity-violation in the CMB
极化分量在坐标系中的相关性是在宇宙微波背景（CMB）中寻找宇称破坏模的自然基础。这一事实可以被利用来建立奇偶违反模式的估计是{ \sl本地}和鲁棒的部分天空覆盖或非均匀加权。作为基于这些想法的方法的一个示例应用，我们开发了一个峰值叠加工具，该工具隔离了违反宇称的模式的签名。我们将该工具应用于{ \sl普朗克}地图，并获得一个约束的偏振旋转角$α< 0.72$度在$95\%$我们还演示了如何使用该工具可以作为一个本地的方法重建地图的方向相关的旋转$α(\hat {n})$。
2016-11-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic topology. Part IIIa. Microwave background parity violation without parity-violating microphysics
针对CMB观测中的宇称破坏异常，本文提出宇宙拓扑通过改变空间边界条件，在不引入底层微观物理宇称破坏的情况下，自然解释了CMB的偶奇宇称观测量相关性及EB相关性。
2024-11-12 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
Testing for directionality in the Planck polarization and lensing data
为了更好地分析宇宙微波背景（CMB）的偏振，这是由我们的银河系的排放为主，我们需要的工具，可以检测残留的前景在清洁CMB地图。银河系前景引入统计各向异性和方向性的偏振赝矢量的CMB，这可以通过使用的D统计的Bunn和Scott。该统计量可快速计算，并能够调查广泛的数据产品的方向性。我们通过分析未清理的普朗克2018频率图，展示了该统计量在偏振图中检测前景的应用。对于普朗克2018 CMB地图，我们没有发现残留前景污染的证据。为了检验D统计量的灵敏度，我们将不同比例的偏振热尘和同步加速器前景图添加到CMB图中，并显示了将以95%的置信度检测到的100级前景污染。我们还通过分析最小方差CMB透镜势图的梯度（即，偏转角）的方向性。我们发现没有多余的方向性透镜势图相比，普朗克合作提供的模拟。
2019-10-04 astro-ph.CO
Parity in Planck full-mission CMB temperature maps
在宇宙学的标准模型中，预计宇宙微波背景（CMB）天空不会表现出对称性偏好。根据我们以前的研究，我们探索了欧空局普朗克探测器最新的全任务CMB温度图中任何特定宇称偏好的存在。具体来说，在这项工作中，我们将探测（a）通过普朗克2015年数据的角功率谱，CMB的偶、奇多极子之间的功率对称性。此外，我们还评估任何特定的偏好镜像奇偶性（a）对称性，通过分析的权力包含在$l+m$ =偶或奇模式组合。
2020-05-16 astro-ph.CO
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
Recovering hidden signals of statistical anisotropy from a masked or partial CMB sky
宇宙微波背景（CMB）上的各向同性破坏现象会导致两点函数中的非对角关联。这些相关性本身可用于估计潜在的各向异性信号。在CMB研究中，由于剩余前景而造成的遮蔽，或由于测量限制而造成的部分天空的可用性，是不可避免的情况。但是，掩蔽引起额外的相关性，从而使这种信号的恢复复杂化。在这项工作中，我们讨论了一个程序的基础上双极球谐（BipoSH）形式主义，以全面解决任何虚假的相关性引起的掩蔽和成功地恢复隐藏的信号的各向异性观察到的CMB地图。该方法具有通用性，可用于恢复各种各向同性破坏现象。在这里，我们通过从模拟的CMB天空中恢复微妙的多普勒增强信号来说明这个过程，这已经成为可能，因为普朗克探测器具有前所未有的全天空灵敏度。
2015-10-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
Parity Violation of Gravitons in the CMB Bispectrum
本文研究了由宇称守恒和宇称违反的Weyl三次项耦合引起的引力子非高斯性引起的强度（温度）和偏振模的宇宙微波背景（CMB）双谱。通过考虑含时耦合，我们发现，即使在精确的de Sitter时空中，原初引力波的三点函数仍然存在宇称破缺，并且可能变大.通过对CMB双谱的估计，我们证明了由宇称守恒项和宇称违反项产生的信号出现在完全不同的多极子结构中。例如，宇称守恒非高斯性在具有$\sum_{n=1}^3 \ell_n = {\rm even}$的配置中引起非零CMB温度双谱，而由于宇称违反非高斯性，CMB温度双谱也出现在$\sum_{n=1}^3 \ell_n = {\rm odd}$中。这个信号恰好是原始引力波非高斯性宇称违反的很好证据。我们发现，这种非高斯的形状是类似于所谓的等边一个和这些光谱的振幅在大尺度上粗略估计为$|b_{\ell \ell \ell}| \sim \ell^{-4} \times 3.2 \times 10^{-2} ({\rm GeV} / Λ)^2 (r / 0.1)^4$，其中$Λ$是一个能量尺度，设置的Weyl三次项（高阶导数校正）和$r$的大小张量标量比。取等边型非线性参数的极限为$f_{\rm NL}^{\rm eq} < 300$，我们可以得到一个界为$Λ\gtrsim 3 \times 10^6 {\rm GeV}$，假设$r=0.1$。
2012-02-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Parity violation in the Cosmic Microwave Background from a pseudoscalar inflaton
如果暴胀子是赝标量，那么它自然地通过与$F_{μν} \tilde{F}^{μν}$的类轴子耦合与规范场相互作用。通过这种耦合，滚动暴胀子产生了规范场的量子，这些量子又产生了度规扰动的张量分量。由于系统的宇称违反性质，右手和左手张量模式具有不同的振幅。这种不对称性在宇宙微波背景（CMB）中表现为TB和EB关联函数的非零性。我们计算的宇称违反张量模式的振幅，我们讨论了两种情况下，符合当前的数据，宇称违反CMB关联函数将在未来的实验中检测。
2011-06-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Tensor-induced B modes with no temperature fluctuations
最近的迹象张量标量比$ r \simeq 0.2$从宇宙微波背景（CMB）B-模式偏振的BICEP 2测量呈现出一定的张力与上限$r \lesssim 0.1$从CMB温度波动的测量。在这里我们指出，张量扰动可以诱导B模式的CMB偏振没有引起任何温度波动，也没有E模式的偏振，但只有在违反哥白尼原理的代价。我们提出了这种数学的可能性作为一个新的成分的模型构建者的工具包的情况下，B模式和温度波动之间的紧张局势不能用更传统的想法来解决。
2014-06-02 astro-ph.CO hep-ph
Calibration of CMB Polarisation Using Cross-Experiment Correlations
Laboratory for Theoretical Particle Physics and Cosmology, King’s College London（伦敦国王学院理论粒子物理与宇宙学实验室）；Joseph Henry Laboratories of Physics, Princeton University（普林斯顿大学约瑟夫·亨利物理实验室）
提出一种数据驱动的交叉相关方法校准CMB实验间的相对极化角，无需假设各向同性宇宙双折射或原初EB相关性消失，保留对宇称破缺物理的敏感性。
2026-06-11 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraints on Anisotropic Cosmic Birefringence from CMB B-mode Polarization
本研究利用SPTpol、ACT、POLARBEAR和BICEP的联合极化数据，通过超越薄最后散射面近似的精确理论，对宇宙微波背景B-模式极化中的各向异性宇宙双折射振幅进行了约束，给出了$A_{\ m CB} < 1 \ imes 10^{-4}$的95%置信水平上限。
2025-06-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Birefringence: Cross-Spectra and Cross-Bispectra with CMB Anisotropies
麦克斯韦电磁学的宇称违反扩展在传播过程中引起光子的线偏振平面的旋转。这种被称为宇宙双折射的效应会影响宇宙微波背景（CMB）观测，产生$E$和$B$偏振模式的混合，否则在标准场景中为零。这样的效果自然地由旋转角度参数化，该旋转角度可以被写为各向同性分量$α_0$和各向异性分量$δα(\hat{\mathbf{n}})$的和。在本文中，我们计算角功率谱和双谱涉及$δα$和CMB的温度和偏振图。特别是，相反发生的交叉谱，我们表明，即使在各向异性双折射角和CMB地图之间的原始交叉相关的情况下，存在非零的三点相关函数携带宇称破缺物理签名。此外，我们发现，这样的角度双谱仍然生存在一个制度的纯各向异性的宇宙双折射，这对应于保守的情况下，有$α_0=0$。这些双谱代表了一个额外的观察，旨在研究宇宙双折射和超越功率谱分析的宇称违反性质。它们还提供了一种方法来执行宇宙双折射的特定模型的一致性检查。此外，我们估计在所有可能的双折射双谱中，$\langleδα\, TB\rangle$和$\langleδα\,EB\rangle$是包含最大信噪比的双折射双谱。一旦宇宙的双折射信号被带到目前的限制水平，我们表明，这些bispectra是在未来的CMB实验范围内，作为LiteBIRD。
2022-05-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Precision Tests of Parity Violation Over Cosmological Distances
最近通过BICEP 2和POLARBEAR实验对宇宙微波背景$B$模式偏振功率谱的测量已经展示了用于探测基础物理的新的精确工具。不管起源如何，我们能够检测到亚$μ$ K CMB偏振的事实代表了巨大的技术突破。然而，更多的信息可能隐藏在CMB的极化模式中。由于它的张量性质，CMB偏振也可以通过检测宇宙偏振旋转来揭示宇称违反物理学。虽然目前的CMB偏振仪是足够灵敏的测量一个度级偏振旋转与$>5σ$统计意义，他们缺乏区分这种效果从一个系统的仪器偏振旋转的能力。在这里，我们激励从目前的CMB数据以及独立的射电星系和类星体的偏振测量宇宙偏振旋转的搜索。我们认为，校准精度的提高将允许精确测量的奇偶性和洛伦兹违反效果。我们描述了CalSat天基偏振校准器，该校准器将为$0.05^\circ$提供系统偏振角校准不确定性的严格控制--比当前CMB偏振校准器有一个数量级的改进。基于CalSat-based校准可以与当前的CMB偏振仪一起使用，以搜索$B$模式偏振，有效地将它们变成宇宙宇称违反的探测器，即不需要建立专用仪器。
2014-12-31 astro-ph.CO astro-ph.IM
Parity-violating CMB correlators with non-decaying statistical anisotropy
我们研究了由宇称和统计各向同性同时破缺引起的宇宙学关联函数，例如，在暴胀子$ϕ$和具有真空期望值${\bf A}$的矢量场之间存在耦合${\cal L} = f(ϕ) ( - \frac{1}{4} F^2 + \fracγ{4} F \tilde{F} )$的情况下。对于适当选择的函数$f$，向量场$ρ_{\rm A}$中的能量在膨胀期间不衰减。这导致了几乎尺度不变的破坏统计各向同性和奇偶性的签名。具体而言，我们发现，原始曲率扰动的标量-标量相关器包括四极各向异性，$P_ζ( {\bf k}) = P(k)[ 1 + g_* ( \hat{\bf k} \cdot \hat{\bf A})^2]$，和（角度平均）标量双谱，这是一个线性组合的第一$3$勒让德多项式，$B_ζ(k_1, k_2, k_3) = \sum_L c_L P_L (\hat{\bf k}_1 \cdot \hat{\bf k}_2) P(k_1) P(k_2) + 2~{\rm perms} $，与$c_0 : c_1 : c_2 = 2 : -3 : 1$（$c_1 \neq 0$是奇偶违反的后果，对应于常数$γ\neq 0$）。后者是本文的主要结果之一，它首次提供了一个明确的例子，一个不可忽略的$c_1$贡献的双谱产生的通货膨胀模型。标量张量和张量-张量关联函数在宇宙微波背景温度各向异性（T）和极化（E…
2015-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The shape of CMB temperature and polarization peaks on the sphere
我们提出了一个理论研究的CMB温度峰值，包括其影响的极化场，并允许非零偏心。形式主义是在调和空间中发展的，并使用球面上的协变导数，这保证了所获得的表达式在大尺度上是完全有效的（即，无平坦近似）。预期的模式引起的峰值，无论是在温度或偏振，计算，以及它们的协方差。据发现，偏心率引入了四极依赖的峰形，这是成比例的复杂的偏置参数$b_ε$，表征峰的不对称性和取向。此外，一点统计的变量定义的峰值上的球进行审查，发现一些差异，相对于平坦的情况下，大的峰值。最后，我们提出了一种机制来模拟约束CMB地图上的字段，这是一个有趣的工具，用于分析数据中存在的峰值的统计特性的一个特定的峰值。
2016-04-27 astro-ph.CO
A note on the birefringence angle estimation in CMB data analysis
超越粒子物理学的标准模型的宇称违反物理会引起光子线偏振的旋转。这种效应，也被称为宇宙双折射（CB），可以通过观测在$5-10\%$水平上线性偏振的宇宙微波背景（CMB）各向异性来检验。特别是CB产生温度和B模式偏振之间以及E模式和B模式偏振之间的非零CMB交叉相关。在这里，我们研究的所谓的D-估计，通常用于约束这样的效果的属性。在推导出频率论和贝叶斯分析的框架后，我们讨论了双折射和弱透镜之间的相互作用，尽管宇称守恒，但修改了预先存在的TB和EB互相关。
2016-04-26 astro-ph.CO
Parity Violating Non-Gaussianity from Axion-Gauge Field Dynamics
本文研究了暴胀过程中瞬时滚动旁观者轴子- $\mathrm U(1)$规范场模型的标量-张量-张量和张量-标量-标量三点关联。在这个框架中，张量和标量波动来源于规范场在非线性水平，由于引力相互作用，提供了一个手征背景的引力波，同时保持水平的标量波动在观测可行的水平在CMB尺度。我们发现，可观察的部门和规范场之间的引力耦合也可以调解标量和张量波动之间的强相关性，产生的混合型三点函数的振幅是参数较大- $f_{\rm NL} \simeq \mathcal{O}(1-10) (r/0.01)^{3/2}$ -相比，单场实现的通货膨胀。由于规范场源的放大集中在视界出口附近，所产生的混合双谱的峰值{ \it close}接近等边组态。混合双谱的形状依赖性、尺度依赖性和宇称违反性质可以作为基本轴子-规范场动力学的一个显著特征，并建议仔细研究它们在CMB观测量上的签名，包括温度T和E，B偏振模式之间的互相关性。
2021-12-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Ultra-Light Scalars and Cosmic Parity Violation
如果宇宙的暗区是由超轻标量组成的，它们通过Chern-Simons项与光子耦合将引起宇宙微波背景（CMB）偏振面的旋转。这种旋转将E模式偏振转换为B模式偏振，导致新的CMB BB相关以及违反宇称的TB和EB互相关。我们回顾了这一主题，详细介绍了旋转效应的推导，并总结了当前和未来CMB B模式实验中可能的信号。
2019-12-30 astro-ph.CO
Cosmology of a Scalar Field Coupled to Matter and an Isotropy-Violating Maxwell Field
受四维有效作用量中标量场耦合的启发，我们研究了既与物质耦合又与麦克斯韦型矢量场耦合的标量场的宇宙学结果。向量场具有背景各向同性破坏分量。新的各向异性标度的解决方案，可以负责的物质和暗能量占主导地位的时代被确定和探索。对于大参数区域，宇宙几乎各向同性膨胀。利用CMB四极对剪切非常敏感的特点，我们将物质耦合与矢量耦合的比值限制在10^（-5）以下。此外，我们确定了一个大的参数区域，对应于一个强矢量耦合制度，产生令人兴奋的和可行的宇宙接近LCDM限制。
2012-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Planck constraints on cross-correlations between anisotropic cosmic birefringence and CMB polarization
宇宙双光子散射（CB）是由麦克斯韦电磁学的宇称违反扩展引起的光子在传播过程中线偏振方向的真空旋转。我们建立低分辨率CB角地图使用普朗克遗产和NPIPE产品，并提供第一次的互相关谱$C_L^{αE}$和$C_L^{αB}$之间的CB和CMB偏振场的估计。我们还提供了更新的CB自相关谱$C_L^{αα}$以及与CMB温度场的互相关$C_L^{αT}$。我们通过定义尺度不变幅度$A^{αX} \equiv L(L + 1)C_L^{αX}/2π$报告限制，其中$X = α, T, E, B$，没有发现CB的证据。特别是，我们发现$A^{αE} = (-7.8 \pm 5.6)$ nK deg和$A^{αB} = (0.3 \pm 4.0)$ nK deg在68% C. L.。
2022-09-29 astro-ph.CO
Two- and Three-Dimensional Probes of Parity in Primordial Gravity Waves
我们表明，三维信息是至关重要的辨别奇偶违反的原始引力波背景的影响。如果存在的话，螺旋重力波会在宇称-奇偏振$B$模式和宇称-偶温度各向异性（$T$）或偏振$E$模式之间的宇宙微波背景（CMB）中诱导宇称违反相关。不幸的是，$EB$的相关性比我们天真地预期的要弱得多，这是由于CMB的二维性质导致的近似对称性。违反宇称的相关性的可检测性加剧的事实是，个别模式的旋向无法辨别的二维CMB，导致从标量物质扰动的噪声贡献。相反，原始重力波在宇宙大尺度结构中的潮汐印记是宇称破坏的三维探测器。使用这样的化石的旋向的重力波可以被确定在一个模式的模式的基础上，如果原始重力波的振幅接近目前的观测上限，允许未来的调查，以探测螺旋度在百分比水平。
2017-06-05 astro-ph.CO
Testing CPT Symmetry with Current and Future CMB Measurements
本文利用当前和未来的宇宙微波背景（CMB）实验来检验电荷-宇称-时间反射（CPT）对称性。我们考虑光子扇区$\mathcal{L}_{\rm cs}\sim p_μA_ν\tilde{F}^{μν}$中的CPT破坏相互作用，它引起传播的CMB光子的偏振矢量的旋转。结合WMAP、BOOMERAN G 2003和BICEP 1的9年观测数据，我们得到了当前各向同性旋转角$\barα = -2.12 \pm 1.14$（$1σ$）的约束，表明CPT违反具有约$2σ$意义.在这里，我们特别考虑CMB测量的系统误差。然后，我们详细研究了旋转角[ $Δα({\bf \hat{n}})$ ]的各向异性对CMB偏振功率谱的影响。由于影响较小，现有的CMB极化数据不能很好地约束相关参数。获得了95%的C.来自所有CMB数据集的旋转角$C^α(0) < 0.035$的各向异性的方差上限。更有趣的是，包括旋转角的各向异性可以降低$r$的最佳拟合值，并放松BICEP 2和普朗克之间对$r$的约束的张力。最后，我们调查的能力，未来的普朗克偏振测量$\barα$和$Δα({\bf \hat{n}})$。得益于普朗克数据的高精度，旋转角的约束可以得到显着改善。
2015-01-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Can primordial parity violation explain the observed cosmic birefringence?
最近，在宇宙微波背景辐射（CMB）偏振数据中发现了$E$模和$B$模偏振之间的互相关，这可以用旋转角为$β\approx 0.3$ deg的宇宙双折射很好地解释。我们仔细研究了用原初手征引力波（CGW）来解释观测到的$EB$关联的可能性。我们发现CGW方案不起作用，因为$BB$自相关的过度产生远远超过SPTPol和POLARBEAR所观察到的。
2022-08-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Parity violation in the CMB bispectrum by a rolling pseudoscalar
本文研究了在一个暴胀模型中，一个滚动赝标产生大的等边张量非高斯性的宇宙微波背景（CMB）的温度和偏振双谱的宇称违反特征。基于全天空理论的具体计算表明，所得CMB双谱在奇偶偶$(\ell_1 + \ell_2 + \ell_3 = {\rm even})$和奇偶奇$(\ell_1 + \ell_2 + \ell_3 = {\rm odd})$空间中均具有非零信号，且与通常的标量模等边双谱几乎不相关.这些特征签名和偏振信息有助于检测这种张量非高斯性。温度和E-模式双谱的使用潜在地改进了$400\%$相对于单独使用温度双谱的分析的可检测性。考虑到B模式双谱，信噪比可能能够增加3个数量级。我们提出的$1σ$的不确定性的参数依赖于一个耦合常数和滚动条件的赝标量预计在${\it Planck}$和建议的PRISM实验。
2013-11-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the Early Universe with the CMB Scalar, Vector and Tensor Bispectrum
虽然宇宙学观测表明种子场的涨落几乎是高斯的，但它们的场与高斯性的微小偏差的可能性被广泛讨论。从理论上讲，存在着许多暴胀的情况下，预测大的和特征的非高斯性的原始扰动。这些依赖于模型的非高斯性是宇宙微波背景（CMB）双谱的来源，因此，分析CMB双谱对于阐明早期宇宙的性质是非常重要和有吸引力的。目前，在标量微扰中保持转动和宇称不变性的原始非高斯性对CMB双谱的影响已经得到了很好的研究。然而，对于一个复杂的治疗，CMB双谱产生的非高斯，这源于矢量和张量模式扰动，包括违反旋转或奇偶不变性，从来没有被认为是在尽管这个信息的重要性。本文在已有研究的基础上，给出了非高斯性引起的CMB双谱的一般形式，不仅包括标量模扰动，而且包括矢量模和张量模扰动。应用这种形式主义，我们计算的CMB双谱从两个标量和引力子的相关性，并从原始磁场，然后我们概述了这些振幅的新的约束。此外，这种形式主义可以很容易地扩展到旋转或宇称不变性被打破的情况下。我们还计算了具有优先方向的曲率扰动的非高斯性和宇称违反Weyl三次项引起的引力子非高斯性的CMB双谱。我们还提出了一些独特的影响，违反这些不变性的CMB双谱。
2013-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spectral distortion and polarization of the cosmic microwave background: Measurement, challenges and perspectives
本文围绕 CMB 光谱畸变与偏振测量，利用 ntSZ 效应约束星系团内磁场，校准 Planck 偏振角，并开发模拟流程评估噪声影响，强调宽频覆盖与地基校准的重要性。
2025-03-11 astro-ph.CO
Cosmic Birefringence by Dark Photon
本文研究了CMB光子与双折射暗光子间的动力学混合，发现该机制使暗光子的双折射传播至CMB光子并产生各向异性，同时揭示了动力学混合在生成CMB圆偏振和谱畸变中的关键作用。
2024-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Impact of half-wave plate systematics on the measurement of cosmic birefringence from CMB polarization
宇宙微波背景（CMB）的偏振可以探测新的宇称违反物理，如宇宙双折射（CB），这需要对仪器系统学的精细控制。半波片（HWP）的非理想性代表了用作偏振调制器时的系统性来源。我们研究了它们对CMB角功率谱的影响，这是部分退化与CB和偏振角的失调。我们使用全天空波束卷积模拟包括HWP生成模拟无噪声的时间顺序数据，通过一个bin平均映射器处理它们，并计算功率谱，包括$TB$和$EB$相关。我们还推导出精确模拟所观察到的光谱的解析公式。对于我们选择的HWP参数，HWP引起的角度为几度，这可能被误解为CB。需要准确了解HWP，以缓解这一问题。我们的模拟和分析公式将是有用的HWP校准的准确性推导出的要求。
2023-03-21 astro-ph.CO
Constraining circular polarization of high-frequency gravitational waves with CMB
提出利用CMB V模偏振测量约束GHz频段高频引力波圆极化的新方法，基于CLASS、MIPOL和SPIDER实验数据获得最严格约束。
2025-06-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reconstructing Cosmic Polarization Rotation with ResUNet-CMB
Southern Methodist University（南卫理公会大学）
宇宙极化旋转，这可能会导致宇称违反新的物理或原始磁场的存在，转换$E$模式的偏振宇宙微波背景（CMB）到$B$模式的偏振。各向异性的宇宙极化旋转导致统计各向异性的CMB偏振，可以重建与二次估计技术类似的引力透镜的CMB设计。在即将到来的CMB调查的敏感性，透镜引起的$B$模式偏振将作为一个限制因素，在各向异性的宇宙偏振旋转的搜索，这意味着一个分析，其中包括某种形式的去透镜将需要改善与未来的调查效果的约束。在本文中，我们扩展的ResUNet-CMB卷积神经网络重建各向异性的宇宙极化旋转存在的引力透镜和补丁再电离，我们表明，网络同时重建所有三个影响的方差低于标准的二次估计几乎匹配的性能的迭代重建方法。
2022-01-19 astro-ph.CO cs.CV stat.ML
Cosmological Behavior of a Parity and Charge-Parity Violating Varying Alpha Theory
在这份报告中，我们构建了一个唯象模型，其中的精细结构常数，$α$的时间变化，引起的宇称和电荷宇称（PCP）违反相互作用。光子区的这种PCP违反与这种传统模型中的PCP违反有着不同的物理起源。我们计算的宇宙学双折射，从而诱导在我们的模型，并表明，它反过来又产生了一个新的非零的多极矩之间的相关性的温度和偏振各向异性的CMB光谱。我们还计算了强背景磁场引起的旋光度以及新的PCP破坏项对宇宙演化过程中$α$变化的影响。我们发现，只有在辐射占优的年代，新的PCP破坏项对$α$变化的贡献才是非零的。
2011-04-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Using CMB polarization to constrain the anomalous nature of the Cold Spot with an incomplete sky-coverage
欧空局普朗克卫星的最新结果证实了在宇宙微波背景（CMB）各向异性的统计分布中存在某些异常。最有趣的异常之一是冷点，它首先由Vielva等人（2004年）在WMAP数据中发现。在后来的一篇论文中，Vielva等人（2011）开发了一种方法，通过使用温度和CMB波动的偏振的互相关来探测冷点的异常性质。鉴于这项工作是建立在分析全天空数据的假设下，在本文中，我们扩展这种方法来处理现实的数据集与部分天空覆盖。特别是，我们利用温度点周围的径向和切向偏振模式。我们探索了该方法区分标准高斯CMB场景和替代场景的能力，其中冷点产生于不呈现相关偏振特征的物理过程（例如，拓扑缺陷），作为仪器噪声水平的函数。此外，我们考虑更详细的情况下，一个理想的无噪声实验和那些与预期的仪器噪声水平在QUIJOTE和普朗克实验。我们还提出了一个应用程序的9年WMAP数据，没有能够获得确切的结论，与32%的显着性水平。在理想情况下，替代方案可以在1%左右的显著性水平下被拒绝，而对于QUIJOTE和普朗克实验的预期噪声水平，相应的显著性水平分别为1.5%和7.4%。
2013-05-23 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
CMB Lensing Trispectrum as a Probe of Parity Violation in LSS
本研究首次提出可利用CMB透镜三谱探测大尺度结构的宇称违反，推导了通用的约化透镜三谱表达式，通过玩具模型计算奇宇称三谱并估算信噪比，为后续相关研究和实验提供原理支撑。
2025-05-21 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Primordial B-mode Diagnostics and Self Calibrating the CMB Polarization
原始宇宙微波背景（CMB）沿视线方向的畸变可以用11个场来模拟和描述。这些畸变场对应于各种宇宙学信号，例如由大尺度结构引起的CMB的弱引力透镜，屏蔽斑片状再电离，由于磁场或宇称违反物理引起的偏振面旋转。各种仪器系统，如增益波动，像素旋转，微分增益，指向，微分椭圆率也描述了相同的失真模型。所有这些失真产生污染原始张量B模式信号的B模式。在本文中，我们表明，除了产生B-模式，每个失真唯一耦合不同的模式$(\bfl_1\ne \bfl_2)$的CMB各向异性，产生$<EB>$相关性的原始CMB为零。我们描述并实现了无偏最小方差二次估计器，它使用CMB中的非对角相关性来提取失真图。我们进行蒙特卡罗模拟的估计器的特点，并说明了失真的水平，可以检测到与当前和未来的实验。估计器可用于寻找宇宙学信号，或检查数据中的任何残留系统学。作为原始张量B模式诊断的一个具体例子，我们比较了使用我们的方法的最小可检测失真的水平与B模式检测的最大允许失真水平。我们表明，对于任何实验，失真将被检测到在高的意义上使用相关性之前，他们会出现在功率谱中的伪B模式。
2009-12-18 astro-ph.CO
Impact of particle production during inflation on the CMB detection
Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院，中国科学院大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, Department of Physics, School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院物理学系基础物理与量子技术研究所）
研究探讨了暴胀期间粒子产生对CMB探测的影响，发现其对引力波功率谱贡献微弱，但对标量谱指数$ n_s $有显著影响。
2026-01-03 astro-ph.CO gr-qc
Plateau Inflation in $R$-parity Violating MSSM
平台势的暴胀给出了CMB观测值的最佳拟合，因为它们预测的张量与标量之比严格受普朗克和BICEP 2/Keck观测值的约束。在超引力模型中，通过考虑高维普朗克抑制算符和选择非正则Kähler势，可以得到爱因斯坦坐标系中标量场的坪势，它可以作为暴胀势。我们在MSSM中构造了一个平台暴胀模型，其中暴胀沿着sneutrino-Higgs平坦方向发生。一个隐藏的部门Polonyi场被用来打破超对称性后，结束的通货膨胀。超势的正确选择导致了Polonyi场的强稳定性，$m_{Z}^2\gg m_{3/2}^2$，这是解决宇宙学模量问题所必需的。此外，超对称性破缺导致TeV尺度的引力子质量和标量质量，并产生标量的双线性和三线性耦合，可以在LHC上进行测试。超中微子暴胀场可以在LHC上观测到TeV尺度的双光子共振，就像CMS和ATLAS报道的那样。
2016-11-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB polarization as a tool to constrain the optical properties of the Universe
我们提出了一种新的形式主义来描述的$in$ $vacuo$转换偏振态的传播辐射，也被称为广义法拉第效应（GFE），在宇宙学的背景下。考虑GFE作为一个潜在的新的，各向同性和/或宇称违反物理示踪剂，我们将我们的形式主义的宇宙微波背景（CMB）极化各向异性功率谱，提供了一个简单的框架，很容易地计算它们所观察到的修改。在这样做的时候，我们重新解释以前已知的结果，即CMB光子（或宇宙双折射）的线偏振平面的$in$ $vacuo$旋转，但也指出，GFE可能导致线偏振到圆偏振的部分转换。我们注意到，GFE可以被看作是光在各向异性和/或手性介质（“暗晶体”）中传播的效应，并将其参数改写为有效的“宇宙磁化率张量”的组成部分。对于与波数无关的磁化率张量，这使我们能够将GFE诱导的CMB圆偏振功率谱或$VV$的观测界限设置为$C_{\ell}^{VV} < 2 \times 10^{-5} μK^2$（95 \% C.L.），在其峰值$\ell\simeq 370$，这比目前可用的直接$VV$测量值好大约3个数量级。我们认为，除非显着的技术进步将出现在直接$V$模式的测量，宇宙方差有限的线性极化调查预计在这十年内应提供，作为副产品，优越的边界GFE引起的圆极化的CMB。
2021-07-08 astro-ph.CO
Parity-violating and anisotropic correlations in pseudoscalar inflation
一个赝标量暴胀子场可以有有趣的现象学签名与宇称破坏。这些签名的现有分析通常假设统计各向同性。在目前的工作中，我们，而不是调查的可能性，一个赝标量暴胀子耦合到一个向量场携带一个小的，但不可忽略的真空期望值（vev）在我们的哈勃补丁相干。我们指出，在这种情况下，包含原初曲率扰动和引力波的双折射子同时违反了统计各向同性和宇称对称性。我们计算了由这些原始模产生的宇宙微波背景（CMB）温度各向异性（T）和偏振（E/B）。CMB两点关联函数呈现出明显的旋转不变性和宇称不变性断裂信号。具体来说，我们发现非零的TT，TE，EE和BB之间的$\ell_1$和$\ell_2 = \ell_1 \pm 1$多极子，和非零的TB和EB之间的$\ell_1$和$\ell_2 = \ell_1 \pm 2$多极子。这种签名是所考虑的模型的特定特征，如果保留奇偶性和各向同性中的一个，则不能生成这些签名。作为一个具体的例子，我们考虑一个简单的情况下，其中的矢量场只有一个“电”的背景分量，以标准的方式衰减为$a^{-2}$。在这种情况下，产生了原始功率谱的强尺度依赖四极调制，并且我们发现大尺度温度和E模式偏振各向异性的几乎无噪声的数据（例如，由WMAP或$Planck$提供的那些）应该能够将原始标量功率谱的四极振幅系数$g_{2M}$（在与当前层位大小$k_0^{-1} = 14~{\rm Gpc}$相当的枢轴标度…
2015-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Improved measurements of the temperature and polarization of the CMB from QUaD
我们提出了一个改进的分析，从QUaD实验的最终数据集。使用一种改进的技术来消除地面污染，我们增加了一倍的有效天空面积，因此增加了我们的CMB功率谱测量的精度约30%，与以前报道的。此外，我们还改进了仪器光束的建模，并将温度方面的绝对校准不确定度从5%降低到3.5%。我们的结果的鲁棒性是通过广泛的折刀测试和协议的方式，我们发现我们的两个完全独立的分析管道。对于标准的6参数LCDM模型，QUaD数据的加入略微改善了对一些宇宙学参数的约束，而这些参数仅来自WMAP实验。QUaD数据的影响对于扩展到包括标量光谱指数中的运行或可能的张量分量或两者的模型来说要大得多。将QUaD数据和ACBAR实验的结果相加，与单独的WMAP相比，光谱指数运行的不确定性降低了约25%，而张量标量比的上限从r < 0.48降低到r < 0.33（95% c.l）。这是迄今为止仅从CMB对张量的最强限制。我们还使用我们的极化测量来将宇称违反相互作用的约束放置到最后散射的表面，将洛伦兹违反相互作用的能量尺度约束到< 1.5 x 10^{-43} GeV（68% c.l.）。最后，我们对透镜B模式信号的强度设置了一个鲁棒的上限。假设单个平带功率在l = 200和l = 2000之间，我们将B模的振幅限制为< 0.57微K ^2（95% c.l.）。
2009-10-29 astro-ph.CO
Improved Constraints on Cosmic Birefringence from the WMAP and Planck Cosmic Microwave Background Polarization Data
观测到的宇宙微波背景（CMB）光子的线偏振图样是空间坐标反演下物理学违反宇称对称性的一个灵敏的探针。一种新的宇称破坏相互作用可能使线偏振面旋转了一个角度$β$，因为CMB光子已经传播了130多亿年。这种效应被称为“宇宙双折射”。“在本文中，我们提出了新的测量宇宙双折射的联合分析偏振数据从两个空间任务，普朗克和WMAP。该数据集涵盖了从23到353 GHz的广泛频率范围。我们测量了$β= 0.342^{\circ\,+0.094^\circ}_{\phantom{\circ\,}-0.091^\circ}$（68% C.L.）对于几乎全天空的数据，其中不包括99.987% C. L.的$β=0$。这对应于$3.6σ$的统计学显著性。没有证据表明$β$具有频率依赖性。我们发现一个类似的结果，尽管有更大的不确定性，当从分析中删除银河平面。
2022-09-12 astro-ph.CO
Testing statistics of the CMB B-mode polarization toward unambiguously establishing quantum fluctuation of vacuum
大角度尺度下宇宙微波背景（CMB）各向异性中的B模极化为原初引力波（GW）提供了确凿的证据。人们常说，引力波的发现确立了宇宙暴胀期间真空的量子涨落。然而，由于源场也可以产生GW，因此在发现B模式之前，我们需要检查是否存在由于此类源场而产生的相当大的信号。特定类型的源字段可以在GW中生成非高斯性（NG）。B模式的测试统计是检测这种NG的有力方式。作为一个具体的例子，我们展示了一个模型，其中一个规范场源的手征GWs通过赝标量耦合，并预测在未来的CMB卫星LiteBIRD的检测意义。剩余前景和透镜B模式的影响都被考虑在内。我们发现，B模式双谱“BBB”是特别敏感的源场NG，这是可检测的LiteBIRD与$> 3 σ$的意义。因此，当B模被发现时，寻找“BBB”将是明确建立真空量子涨落的不可或缺的。我们还引入了Minkowski泛函来检测NG。虽然我们发现Minkowski泛函的效率低于谐波空间双谱估计，但它仍然可以作为一个有用的交叉检查。最后，我们还讨论了提取干净的信息的引力波的宇称违反的可能性，和新类型的宇称违反观测量的透镜。
2016-06-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraint on Early Dark Energy from Isotropic Cosmic Birefringence
本研究利用普朗克极化数据，首次约束了早期暗能量模型中的光子-轴子耦合常数g=(0.04±0.16)M_Pl^{-1}，表明预测的EB功率谱形状不受数据支持，对弦理论等基础物理有重要影响。
2023-08-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
CMB Polarization Systematics Due to Beam Asymmetry: Impact on Cosmological Birefringence
标准宇宙学模型被假定为尊重宇称对称性。在这种假设下，CMB的温度各向异性和“梯度”状偏振的互相关，与“卷曲”状偏振相同地消失在整个天空。然而，扩展的标准模型，允许光标量场或轴子耦合到电磁场，或耦合到黎曼重力场强度，以及其他修改的场论，可能会导致旋转的宇宙学尺度上的CMB偏振平面，并表现为非零TB和EB互相关。最近，宇称违反的程度（反映在偏振旋转）的限制使用的数据从BOOMERANG，WMAP和QUAD。预测已经作出了不久的将来的实验（如普朗克），以进一步限制宇称和洛伦兹违反条款的基本相互作用的性质。在这里，我们考虑一个现实世界的影响引起的一类望远镜光束系统，可以模仿偏振平面的旋转或以其他方式诱导非零TB和EB相关。特别是，采用的观点，即未来实验的主要目标将是通货膨胀的B模式信号，我们假设即将到来的普朗克和POLARBEAR实验的光束系统学朝着这个目标进行了优化，并探讨了光束系统学的允许水平对偏振旋转测量的精度的影响。
2009-05-07 astro-ph.CO
Constraints on cosmological birefringence from Planck and Bicep2/Keck data
宇宙微波背景（CMB）的偏振可以用来约束宇宙学双折射，即由超越标准模型的宇称违反物理可能引起的CMB光子线偏振的旋转。这种效应在温度和B模偏振之间以及E模和B模偏振之间产生非零CMB交叉相关。在标准宇宙学模型中，这两种互相关都是零。我们使用最近发布的2015年普朗克似然与Bicep 2/Keck/Planck（BKP）似然组合来约束双折射角$α$。我们的发现与未检测结果一致，读取$α= 0.0^{\circ} \pm 1.3^{\circ} \mbox{ (stat)} \pm 1^{\circ} \mbox{ (sys)} $获得{ \sc Planck}数据，读取$α= 0.30^{\circ} \pm 0.27^{\circ} \mbox{ (stat)} \pm 1^{\circ} \mbox{(sys)} $获得BKP数据。最后，我们预测了预期的改善目前的限制时，普朗克BB，TB和EB光谱在高$\ell$将包括在分析中。
2015-09-14 astro-ph.CO
Axion Dark Matter Induced Cosmic Microwave Background $B$-modes
众所周知，几乎无质量的宇宙学轴子场的等曲率扰动可以导致宇宙微波背景（CMB）中的$E$模式偏振旋转为$B$模式偏振，这是由于场与电磁拓扑密度的奇偶违反耦合，导致称为各向异性宇宙双折射的现象。在这封{ \em Letter}中，我们提出了一个由暗物质绝热密度扰动引起的各向异性宇宙双折射的新来源。如果暗物质是携带与光子耦合的超轻轴子，其绝热密度涨落将诱导具有蓝倾斜旋转功率谱的各向异性宇宙双折射，从而产生亚度角尺度的CMB $B$模式偏振。使用当前的POLARBEAR和SPTPPol $B$模式偏振数据，我们导出了对轴子-光子耦合强度（$β$）和轴子质量（$m$）的约束，$β^2 (10^{-22}{\rm eV}/m)^2 < 8\times 10^{15}$。结果表明，双折射$B$模式可以占主导地位的CMB透镜$B$模式在高$l$，表现为多余的功率$l>1500$在未来的CMB透镜$B$模式搜索。此外，我们推导出透镜旋转互相关，可以是一个潜在的测试本模型。
2017-02-25 astro-ph.CO
Cosmic Dynamics in Einstein-Cartan Theory: Analysing Hubble Tension through Curvature and Torsion field
Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿天体物理研究所）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）
本文通过爱因斯坦-克塔理论探讨哈勃张力问题，利用马尔可夫链蒙特卡洛算法和宇宙钟数据，研究曲率密度参数Ω_k对模型稳定性及参数一致性的影响，发现模型参数更符合CMB数据结果。
2026-04-09 astro-ph.CO
Field-level constraints on cosmic birefringence with a hybrid $E$-$B$ internal linear combination
Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC)（坎塔布里亚物理研究所）
提出一种基于多斯托克斯混合内在线性组合的盲图方法，打破宇宙双折射与仪器极化角校准误差及银河系前景 $EB$ 相关的简并，实现对双折射角的空间线性回归估计，并在 LiteBIRD 模拟和 Planck PR4 数据上获得有竞争力的约束。
2026-06-01 astro-ph.CO
Probing parity-odd bispectra with anisotropies of GW $V$ modes
众所周知，非平凡压缩张量双谱可以导致暴胀随机引力波（GW）背景中的各向异性，这为我们提供了一个替代和补充的窗口，以了解宇宙微波背景中的原初非高斯性。先前的工作已经强调了通过GW $I$模式各向异性检测奇偶偶张量NG的前景。在这项工作中，我们扩展这一分析的第一次GW $V$模式各向异性由于压缩NG进行的额外信息。我们表明，GW $V$模式允许我们探测奇偶奇压缩$\langle \rm tts \rangle$和$\langle \rm ttt \rangle$双谱。这些双谱在非线性水平上破坏宇称，并且可以通过在暴胀期间允许替代的对称性破坏模式来引入，就像固体暴胀中包含的那些。考虑到BBO类实验，我们发现，在$V$模式偶极子的压缩$\langle \rm tts \rangle$奇偶奇双谱的非零检测是可能的，而不需要任何短尺度增强的GW功率谱幅度超过由CMB设置的约束。我们还简要讨论了$V$ -CMB交叉相关的作用。我们的工作可以在多个方向上扩展，并激发下一代GW实验中对极化GW各向异性的系统研究。
2022-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Boosted Odds: Lower-Point Probes of Parity Violation with Momentum Fields
University of Cambridge（剑桥大学）；Kavli Institute for Cosmology Cambridge（剑桥卡弗里宇宙学研究所）；University of Oxford（牛津大学）；Ludwig-Maximilians-Universität（路德维希-马克西米利安大学（慕尼黑大学））；Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文研究所）
本文提出利用动量场的密度-密度-动量双谱作为宇称破缺的新型低阶探针，其低维度简化了分析，Fisher预测显示对kSZ与星系聚类交叉双谱的约束具有竞争力，且易于整合到现有流程中。
2026-11-05 astro-ph.CO hep-ph
