Constraints on cosmological birefringence energy dependence from CMB polarization data
我们研究了利用宇宙微波背景辐射的偏振数据来约束宇宙双折射的能量依赖性的可能性。我们考虑四种可能的行为，不同的理论场景的特征：由电磁场的Chern-Simons相互作用激发的能量无关双折射，由电磁场的“Weyl”相互作用激发的线性能量依赖，由低能电动力学的量子引力修正激发的二次能量依赖，以及逆二次依赖，由原始磁场产生的法拉第旋转激发。我们约束与每种依赖相关的参数，并使用我们的结果对所提到的模型进行约束。我们预测的灵敏度，普朗克数据将能够实现在这方面。
2013-02-15 astro-ph.CO
Detecting relic gravitational waves in the CMB: The contamination caused by the cosmological birefringence
宇宙微波背景辐射的B模偏振是探测遗迹引力波的一个很好的信息通道。然而，检测被其他效应产生的B模式偏振污染。本文讨论了宇宙双折射对宇宙微波背景辐射E模到B模的转换所造成的污染，它是探测引力波的有效噪声。我们发现，这种污染是显着的，如果旋转角度是大的。然而，这种B模式可以适当地去旋转，并且可以大大降低有效噪声。我们发现，与宇宙弱透镜效应造成的污染相比，宇宙双折射产生的剩余偏振对宇宙微波背景辐射中残余引力波的探测是可以忽略的。
2014-09-04 astro-ph.CO
Planck constraints on Cosmic Birefringence and its cross-correlation with the CMB
本文提出仅依赖CMB E-B互相关的谐波估计器以抑制温度宇宙方差，并用Planck PR3与PR4数据约束宇宙双折射功率谱及其与T、E、B场的互相关。
2024-01-22 astro-ph.CO
Optimal joint reconstruction from CMB observations: application to cosmic birefringence, patchy reionization and CMB lensing
针对下一代CMB观测中二次估计器的次优性与偏差污染问题，提出联合最大后验框架同时重建多个畸变场，显著降低了重建噪声与透镜偏差，为搜寻原初B模式提供更稳健的分析。
2025-03-05 astro-ph.CO
Cross-Correlation of Cosmological Birefringence with CMB Temperature
新粒子和早期宇宙物理学的理论充满了当全球对称性自发破缺时产生的伪南武-戈德斯通场。这些场与电磁学的陈-西蒙斯项的耦合可能会产生宇宙双折射（CB），这是光子在宇宙距离上传播时线性偏振的频率无关旋转。CB感应场的不均匀性可能会产生在整个天空中变化的旋转角度。在这里，我们注意到，这种空间变化的双折射可能与宇宙微波背景（CMB）的温度。我们描述了这种互相关存在的精粹方案和其他情况下，标量场只是一个无质量的观众场，在这种情况下，互相关不存在。我们讨论了如何用CMB偏振测量CB旋转角和CMB温度之间的互相关。这种测量可以提高对CB信号的灵敏度，并且它可以帮助区分不同型号的CB。
2011-04-08 astro-ph.CO
Including birefringence into time evolution of CMB: current and future constraints
我们介绍的双折射效应的传播历史中的CMB，考虑两种情况下的一个恒定的效果，并在时间上线性增加的效果，作为旋转的双折射引起的偏振在光子传播过程中积累。这两种情况导致在透镜效应发生之前E和B模式的混合，从而导致透镜作用于由于双折射而已经混合的光谱的事实。此外，如果偏振旋转角在传播过程中增加，双折射影响更大的尺度比小尺度。我们使用WMAP 9yr和BICEP 2013的数据对这两种情况进行了约束，并将这些结果与采用旋转最终功率谱的通常程序时获得的约束进行了比较，发现这种数据集组合无法区分效果，但它仍然暗示了偏振旋转角的非零值。我们还预测了将使用普朗克和北极熊的数据获得的灵敏度，强调了这种组合如何能够排除消失的双折射角，但仍然无法区分不同的情况。然而，我们发现，普朗克和北极熊的组合是足够敏感的，以突出存在的双折射旋转和引力透镜的CMB光子之间的简并，可能会导致错误的检测非标准的透镜效应，如果忽略双折射。
2015-09-29 astro-ph.CO
A needlet ILC analysis of WMAP 7-year data: estimation of CMB temperature map and power spectrum
对WMAP的7年温度图进行了重新分析，提取了减少天体物理前景和噪声污染的CMB图和CMB功率谱。所使用的方法是基于WMAP数据和前景模板的线性组合，实现对针状框架上的观察的分解。我们得到了一个干净的CMB地图与低污染的前景和噪音，以及一个新的估计的CMB温度功率谱。后者基本上与WMAP合作发布的功率谱兼容，尽管在大尺度上它稍微但系统地较低。这一差异的确切来源尚不清楚。
2011-06-27 astro-ph.CO
Exploring circular polarization in the CMB due to conventional sources of cosmic birefringence
宇宙微波背景（CMB）的圆偏振通常被认为是零，因为它不是由汤姆逊散射产生的。在这里，我们探讨的实际水平的圆偏振在CMB产生的传统宇宙学源的双折射。我们考虑两类双折射机制。一种是物质的排列产生各向异性的磁化率张量：氢自旋可以通过密度扰动或CMB自身的各向异性来排列。另一个是辐射场的各向异性，耦合到介质对电磁场的非线性响应：这可以通过光子-光子散射（真空的非线性响应）、原子超极化率（中性原子的非线性响应）或等离子体延迟（自由电子的非线性响应）发生。最强的效应来自于在$\sim 10^{-14}$ K能级上复合产生的光子-光子散射。我们的研究结果是一致的，可以忽略不计的圆极化的CMB相比，线极化或电流和近期实验的灵敏度。
2018-08-21 astro-ph.CO
Gravitational lensing effect on cosmic birefringence
本文研究了引力透镜对类轴子粒子诱导的CMB极化宇称奇功率谱的影响，发现未来高分辨率CMB实验必须包含透镜修正以避免参数估计偏差。
2023-05-23 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
WMAP 9-year CMB estimation using sparsity
从WMAP数据中恢复宇宙微波背景（CMB）需要准确地分离出银河系前景辐射。大多数分量分离技术依赖于二阶统计量，例如内部线性组合（ILC）技术。在本文中，我们提供了一个新的WMAP 9年期CMB地图，分辨率为15弧分，使用最近引入的稀疏分量分离技术（即局部广义形态分量分析（LGMCA））进行重建。LGMCA强调在小波域中要检索的分量的稀疏性。我们表明，虽然来自一个完全不同的分离标准（即稀疏性），LGMCA-WMAP 9地图和它的功率谱是完全一致的，他们最近的估计从WMAP 9。
2013-03-20 astro-ph.CO
CMB birefringence from ultra-light axion string networks
宇宙微波背景（CMB）光子通过（超轻）轴子弦环时会发生偏振旋转。研究这种双折射可以揭示关于轴子-光子耦合和弦网络结构的有价值的信息。我们开发了一个近似的解析形式，并确定了一个核函数，可以用来计算两点关联函数的CMB双折射引起的任意轴子弦网络。使用这种形式主义，我们评估了一些简单的环路分布（包括缩放和网络崩溃）的双折射信号。我们发现，角关联函数具有由$θ_\mathrm{min}$设置的特征角尺度，其对应于重组时的环的角范围。这导致在双折射功率谱中在$\ell_p \sim 1/θ_\mathrm{min}$周围出现峰值。如果网络在今天之前崩溃，则会引入由轴子质量控制的额外尺度。
2021-05-21 astro-ph.CO 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
Extracting Axion String Network Parameters from Simulated CMB Birefringence Maps using Convolutional Neural Networks
本研究构建模拟流水线并训练球面卷积神经网络，从模拟CMB双折射图中提取轴子弦网络参数，证明其优于两点统计量，并评估了CMB-S4级噪声对参数估计的影响。
2025-03-05 astro-ph.CO
Axion-like Dark Matter Constraints from CMB Birefringence
类轴子粒子是由Peccei-Quinn机制激发的暗物质候选者，并且也出现在有效场论中，其中它们的质量和光子耦合是独立的。我们用标准的$g_{aγ}\,a\,F_{μν}\tilde F^{μν}/4$耦合光子来估计在振荡的类轴子粒子（ALP）背景中圆偏振光的色散。这导致ALP暗物质的双折射或线偏振的旋转。宇宙微波背景（CMB）双折射极限$Δα\lesssim (1.0)^\circ$使我们能够约束轴子-光子耦合$g_{aγ} \lesssim 10^{-17}-10^{-12}\,{\rm GeV}^{-1}$，对于超轻ALP质量$m_a \sim 10^{-27} - 10^{-24}$ eV。这比以前的轴子-光子耦合极限提高了四个数量级。未来CMB的观察可能会将限制再收紧一到两个订单。
2019-08-11 astro-ph.CO hep-ph
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
Wading the String Bog: CMB Birefringence in the Swampland
University of Parma（帕尔马大学）；INFN Gruppo Collegato di Parma（意大利国家核物理研究所帕尔马联合小组）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）
该研究提出宇宙双折射观测可检验沼泽地猜想，指出超轻标量双折射受弱引力猜想约束，薄轴子畴壁或能解释双折射，相关场景可通过POLARBEAR等实验区分。
2026-07-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB Birefringence from Axion String Networks Calibrated to an AMR Simulation
Rice University（莱斯大学）
本文通过AMR模拟校准轴子弦网络的环交叉模型，预测CMB双折射，结合观测约束电磁异常系数，排除最小大统一理论预测，并探讨其对各向同性双折射证据的意义。
2026-08-26 astro-ph.CO hep-ph
Exact CMB B-mode power spectrum from anisotropic cosmic birefringence
研究不依赖薄近似计算各向异性宇宙双折射导致的CMB B模式功率谱，发现薄近似会高估幅度，并利用SPTpol数据限制了该双折射的幅度。
2025-03-03 astro-ph.CO
Measures of non-Gaussianity in axion-string-induced CMB birefringence
本文研究了轴子弦诱导的宇宙微波背景双折射的非高斯性，利用峰度和双谱技术量化了 4 点和 3 点关联函数，指出非高斯性测量有助于区分新物理源并打破轴子-光子耦合与弦网络性质间的简并性。
2023-09-18 astro-ph.CO
Field-level constraints on cosmic birefringence from hybrid ILC maps combining $E$- and $B$-mode channels
Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC)（坎塔布里亚物理研究所（CSIC-UC））
提出混合ILC方法，结合E/B模通道在场级约束宇宙双折射，在LiteBIRD模拟中与功率谱分析相当，并在Planck PR4数据中给出2.7σ的探测。
2025-10-24 astro-ph.CO
Cross-correlation between 21-cm radiation and CMB B modes from the cosmic birefringence in the presence of a light scalar field
研究了在非恒定标量场与电磁场强度耦合时，宇宙双折射引起的21 cm和CMB B模涨落之间的互相关。这样的多波长信号可以潜在地探测宇宙的再电离历史，也可以探索基础物理的本质，例如早期宇宙中的宇称破缺和标量场动力学。我们说明了通过通常讨论的标量场模型，quintessence类标量场，这是负责当前的暗能量和轴子类标量场，这是负责当前的暗物质密度检测这样的21厘米-B模式的互相关的可行性。
2019-09-25 astro-ph.CO 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
Cosmic birefringence tomography with polarized Sunyaev Zel'dovich effect
本文提出利用包含所有相关项的偏振Sunyaev-Zel'dovich（pSZ）效应作为宇宙双折射层析探针，发现通过CMB极化模与遥远四极矩模的交叉关联，可将红移2至5的双折射角约束在亚度级别。
2023-09-28 astro-ph.CO
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
WMAP 7 year constraints on CPT violation from large angle CMB anisotropies
我们利用WMAP 7年数据中的大角度尺度（可达$\sim 4^\circ$）信号来约束CMB光子线偏振的旋转角$α$。在这些尺度上，CMB偏振模式探测的主要是再电离时代。一个真正的旋转可以解释为宇宙学双折射，这是一个众所周知的新物理的示踪剂，通过基本对称性的崩溃。我们的分析提供了$α= -1.6^{\circ} \pm 1.7^{\circ} (3.4^{\circ})$，其C.L.为68%（95%）。对于多极范围$Δ\ell = 2-47$，不包括WMAP小组估计为$\pm 1.5^\circ$的仪器系统不确定性。这改进了WMAP团队获得的边界（Komatsu等人，2010年）。此外，我们表明，第一次在低多极，角功率谱$α_\ell$在搜索一个可能的尺度依赖的双折射效应。我们的研究结果是兼容的，没有检测到在所有角度尺度探测这里。最后，我们预测了普朗克在收紧现有约束方面的能力。
2012-01-23 astro-ph.CO
Large scale alignment anomalies of CMB anisotropies: a new test for residuals applied to WMAP 5yr maps
我们分析了WMAP 5 yr版本的各种地图的低多极子（四极和八极）的对齐：用ILC和MCMC方法获得的CMB地图，前景减少后的V波段的CMB地图，以及用于比较的（未清理的）V波段地图。我们研究有多少这种对齐是污染的银河系地区的残差。在所考虑的地图，WMAP-ILC原来是最干净的地图，从所提出的测试的角度来看。研究对准估计器的概率分布函数的每个箱的再分布（由于掩蔽过程）已经发现了该结果。通过构造，我们的方法通过蒙特卡罗模拟是可行的，适用于在分析来自当前和即将到来的CMB各向异性实验的数据中采用的任何可能的掩模，并且它只能排除所考虑的映射是干净的。
2009-07-11 astro-ph.CO
Forecasts on Anisotropic Cosmic Birefringence Constraints for CMB Experiment in the Northern Hemisphere
针对北半球中纬度即将开展的CMB实验，通过二次估计器分析模拟极化数据，预测其对各向异性宇宙双折射谱振幅$A_{\rm CB}$的约束能力，发现大口径望远镜在相同频段下可将2σ上限收紧至0.0062。
2025-04-17 astro-ph.CO
A needlet ILC analysis of WMAP 9-year polarisation data: CMB polarisation power spectra
利用Wilkinson微波各向异性探测器（WMAP）9年的观测数据，估算了宇宙微波背景（CMB）的偏振功率谱和温度-偏振互谱。前台清洗是使用最小方差线性组合的系数针状分解的天空地图的所有WMAP通道，以产生地图的CMB温度各向异性（T-模式）和偏振（E-模式和B-模式），为9个不同的观测年。最后的功率谱是从所有可能的跨年功率谱的平均值计算得到的，这些功率谱是使用不同年份的前景清洁地图获得的。我们的分析技术产生的EE光谱的测量是在当前的宇宙学模型的理论预期非常一致。相比之下，公开可用的WMAP EE功率谱在大于一度的尺度上平均更高（并且显著高于当前最佳拟合的预测EE谱），我们的分析没有证实这种过度。
2013-07-17 astro-ph.CO
CMB Polarization Systematics, Cosmological Birefringence and the Gravitational Waves Background
宇宙微波背景实验必须对它们的偏振参考系进行非常精确的校准，以避免对宇宙学参数产生偏差。特别是，错误或不准确的校准可能会模拟引力波背景的存在，或来自宇宙学双折射的信号，这是几种非标准的电动力学对称破缺理论的特征现象，如果光子的偏振方向允许\textit{in vacuo}旋转。值得注意的是，一些作者声称BOOMERanG 2003（B2K）公布的CMB偏振功率谱可能暗示宇宙学双折射。然而，这样的分析没有考虑到BOOMERanG焦平面的校准不确定性。我们开发了一种形式主义，包括这种效果，并将其应用到BOOMERANG数据集，找到一个宇宙学旋转角$α=-4.3^\circ\pm4.1^\circ$。我们还调查了未来的空间实验的预期性能，发现一个整体的错误校准大于$1^\circ$的普朗克和$0.2\circ$的EPIC，如果不适当地考虑，将产生偏差的宇宙学参数的约束，并可能误导建议存在的GW背景。
2009-05-19 astro-ph.CO
Planck 2018 constraints on anisotropic birefringence and its cross-correlation with CMB anisotropy
标准电磁学的宇称违反扩展产生宇宙双折射，即光子在传播过程中线性偏振方向的真空旋转。我们采用{ \it Planck} 2018 CMB偏振数据来约束各向异性双折射，由其角功率谱$C_{\ell}^{αα}$建模，以及与CMB温度图$C_{\ell}^{αT}$的交叉相关性，尺度大于$\sim$ 15度。我们提出了联合限制的尺度不变量，$A^{αα} \equiv \ell (\ell +1) \, C_{\ell}^{αα} / 2 π$，并在互相关，$A^{αT} \equiv \ell (\ell +1) \, C_{\ell}^{αT} / 2 π$的模拟幅度。我们在误差预算范围内没有发现双折射的证据，并获得了$A^{αα} < 0.104 \, \mbox{[deg$ ^2 $]}$和$A^{αT}=1.50^{+2.41}_{-4.10} \, \mbox{[$ μ $K$ \cdot $deg] both at } 95 \% \mbox{ C.L.}$。后一个界限似乎在限制最近提出的一些早期暗能量模型以缓解$H_{0}$紧张局势方面具有竞争力。在$A^{αT}=0$处对联合似然进行切片，$A^{αα}$上的界在$A^{αα} < 0.085 \, \mbox{[deg$处变得更紧，$]}$在95 $\% \mbox{ C.L.}$处变得更紧。此外，我们将对$A^{αα…
2020-10-07 astro-ph.CO
Missing completely of CMB quadrupole in WMAP data
在宇宙微波背景（CMB）实验中，由于多普勒偶极方向和微波辐射计旁瓣的不确定性，前景清理后的温度图仍会受到残余偶极的污染。为了获得可靠的CMB地图，必须小心地从观察到的数据中去除此类污染。我们以前已经建立了一个软件包的地图制作，残留的偶极子污染去除，和功率谱估计威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）的原始数据。这个软件现在已经有了很大的改进。用改进后的软件对WMAP的原始数据进行CMB四极杆探测，得到了负的结果，与WMAP 7年的原始数据比较，结果为-3.2+-3.5 uK^2。这一结果显然与标准宇宙学模型LCDM所预期的~1000 uK^2不一致。CMB四极子的完全缺失对标准模型提出了严峻的挑战，并对可能的宇宙学模型提出了强有力的限制。由于这一结果对于理解我们宇宙的起源和早期演化的重要性，我们使用的软件代码开放供公众检查。
2013-01-15 astro-ph.CO gr-qc
Joint Planck and WMAP CMB Map Reconstruction
我们提出了一个新的宇宙微波背景（CMB）地图的估计相结合的两个最新的全天微波调查：WMAP九年和普朗克PR1。联合处理受益于最近推出的组件分离方法创造了“本地广义形态成分分析”（LGMCA）的基础上稀疏分布的前景在小波域。建议的估计程序利用IRIS 100微米作为对银河系中心的额外观测，以增强除尘。我们表明，这个新的CMB地图提出了几个有趣的方面：i）它是一个完整的天空地图，没有使用任何修补或插值方法，ii）前景污染非常低，iii）银河系中心非常干净，特别是低尘埃污染的测量之间的互相关估计CMB地图和IRIS 100微米地图，和iv）它是免费的热SZ污染。
2014-01-23 astro-ph.CO
Foreground removal from WMAP 7yr polarization maps using an MLP neural network
从毫米波/亚毫米波观测中提取宇宙微波背景信号（CMB）的一个基本问题是来自银河系的辐射污染：同步辐射、自由-自由辐射和热尘埃辐射。为了从CMB信号中提取基本宇宙学参数，必须使这种污染最小化，因为它会在CMB功率谱中产生系统误差。在以前的调查中，已经证明，神经网络方法提供高质量的CMB地图从温度数据。这里的分析扩展到偏振图。作为一个具体的例子，WMAP的7年偏振数据，最可靠的测定CMB的偏振特性，进行了分析。分析采用了WMAP团队提供的频率图、噪声模型、窗函数和前景模型，不包括辅助数据。在此框架内，它表明，该网络可以提取CMB极化信号没有污染的迹象，由极化前景。与WMAP团队推导的误差相比，推导的偏振功率谱的误差得到了改善。
2012-02-29 astro-ph.CO
Masking versus removing point sources in CMB data: the source corrected WMAP power spectrum from new extended catalogue
在（Scodeller等人）介绍了根据WMAP 7年数据获得的新的扩展点源目录。它包括标准WMAP 7年点源目录中的大多数源以及大量新探测到的源。在这里，我们研究的估计CMB功率谱的影响时，考虑到新检测到的点源。我们为我们检测到的所有2102个源创建点源掩模，并为在Q，V和W波段检测到的665个源创建一个较小的掩模。我们还创建了WMAP7地图，减去点源，以便与源掩模获得的光谱进行比较。扩展的点源掩模和点源清理的WMAP7地图公开提供。通过适当的残差修正，我们发现，在没有源掩模的情况下，由点源清洁图得到的CMB功率谱与由掩模图得到的CMB功率谱完全一致。我们进一步发现，得到的频谱屏蔽所有2102个源是一致的，使用标准的WMAP 7年点源掩模（KQ85y7）得到的结果。我们还验证了点源的去除不会引入任何偏斜。
2012-12-07 astro-ph.CO
Stacking catalog sources in WMAP data
我们将WMAP 7年的温度数据叠加在河外点源周围，表明这些数据与WMAP的光束模型一致，与Sawangwit & Shanks（2010）的发现不一致。这些结果要求源样本的选择不受CMB波动的影响。我们比较配置文件中的标准WMAP目录，WMAP目录中选择的CMB自由组合的数据，和NVSS目录的来源，并量化的协议，适合简单的参数束模型。我们估计的偏差源配置文件由于对齐与积极的CMB波动，发现它们大致与WMAP标准目录中发现的偏差一致。针对这些偏见，我们发现源光谱指数显着陡峭的WMAP使用的，与强有力的证据表明，频谱陡峭61 GHz以上。这种变化修改了未分辨点源所需的功率谱校正，并倾向于在一定程度上削弱偏离Harrison-Zel'dovich原始谱的证据，但需要更多的分析。最后，我们讨论了当前CMB实验的影响。
2011-11-30 astro-ph.CO
Axionic defects in the CMB: birefringence and gravitational waves
本研究探讨轴子缺陷（畴壁网络）对CMB双折射和引力波的影响，通过数值模拟推断网络形成湮灭时间，并首次给出再复合后湮灭网络的张力与丰度约束，改进约一个数量级，展望未来B模探测。
2025-07-10 astro-ph.CO hep-ph
Pseudo-Dipole Signal Removal from WMAP Data
在我们以前的工作中发现，不同的观测系统学，例如，在威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）团队发布的宇宙微波背景（CMB）各向异性全天空图中，由于天线指向误差、姿态数据与科学数据不同步，会产生伪偶极子信号。现在发现天线旁瓣对多普勒信号的响应也能够产生类似的效果。在这项工作中，独立的源，我们统一的伪偶极子信号建模，并删除它从公布的WMAP7 CMB地图模型拟合。结果表明，WMAP CMB四极子释放的大部分是人造的。
2010-06-27 astro-ph.CO
Statistical isotropy violation in WMAP CMB maps resulting from non-circular beams
宇宙微波背景（CMB）起伏的统计各向同性（SI）是验证宇宙学标准模型中宇宙学原理的重要观测检验。虽然SI破坏的检测将产生巨大的宇宙学后果，但重要的是要认识到它们可能起源于观测的系统效应。WMAP七年（WMAP-7）发布声称双极球谐（BipoSH）系数$A_{ll}^{20}$和$A_{l-2l}^{20}$与SI存在显著偏差。在这里，我们提出了第一个明确的再现WMAP-7中报告的测量，确认单独的光束系统学可以完全解释测量的SI违规。WMAP-7的论文本身和其他作者都提到了这种系统起源的可能性，但没有明确地解释它。我们使用实际的WMAP非圆波束和扫描策略来模拟CMB映射。我们从这些图中估计的BipoSH光谱与WMAP-7结果非常匹配。同样明显的是，只有非常仔细和足够详细的建模，如这里所进行的，才能最终确定整个信号来自非圆形光束效应。这一点很重要，因为宇宙SI违规信号预计是微妙的，并驳回了一个大的SI违规信号作为基于简单化的可解释性参数的观测伪影运行的严重风险“扔婴儿与洗澡水”。
2016-06-22 astro-ph.CO
Constraints on Anisotropic Cosmic Birefringence from CMB B-mode Polarization
本研究利用SPTpol、ACT、POLARBEAR和BICEP的联合极化数据，通过超越薄最后散射面近似的精确理论，对宇宙微波背景B-模式极化中的各向异性宇宙双折射振幅进行了约束，给出了$A_{\ m CB} < 1 \ imes 10^{-4}$的95%置信水平上限。
2025-06-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on cosmological birefringence from Planck and Bicep2/Keck data
宇宙微波背景（CMB）的偏振可以用来约束宇宙学双折射，即由超越标准模型的宇称违反物理可能引起的CMB光子线偏振的旋转。这种效应在温度和B模偏振之间以及E模和B模偏振之间产生非零CMB交叉相关。在标准宇宙学模型中，这两种互相关都是零。我们使用最近发布的2015年普朗克似然与Bicep 2/Keck/Planck（BKP）似然组合来约束双折射角$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$将包括在分析中。
2015-09-14 astro-ph.CO
Improved CMB Map from WMAP Data
Wilkinson微波各向异性探测器（WMAP）团队公布的宇宙微波背景（CMB）温度图与差分时间序列数据（TOD）不一致，据此重建了CMB温度图。这种不一致性表明WMAP小组的制图程序存在严重问题，有必要对WMAP数据进行重新处理。我们独立于WMAP团队开发了一个自洽的地图制作和功率谱估计软件包。我们的软件通过了各种测试。新的CMB地图，然后重建，这是显着不同的官方WMAP地图。在新的地图中，这种不一致性消失了，同时在公布的WMAP地图中检测到的CMB四极和八极组件之间的高度对齐也消失了。然后从新的谱图中导出了一个改进的CMB互功率谱，它与BOOMRANG的互功率谱更好地吻合。由此得到两个重要结果：CMB四极子下降到接近零，并且在200到675之间的多个矩范围内的功率平均下降约13%，导致最佳拟合宇宙学参数发生显著变化，例如，总物质密度从0.26增加到0.32，而暗能量密度从0.74下降到0.68。这些新的参数与其他独立实验的精确度相匹配。我们的结果表明，宇宙学模型参数仍有较大的修正空间。
2009-09-22 astro-ph.CO astro-ph.IM
CMB reconstruction from the WMAP and Planck PR2 data
在这篇文章中，我们描述了一个新的估计宇宙微波背景（CMB）强度图重建的完整普朗克2015年数据（PR 2）和WMAP九年的联合分析。它提供的不仅仅是（Bobin et al. 2014 b）中介绍的CMB图的更新，因为它受益于组分分离方法L-GMCA（局部广义形态组分分析）的改进，该方法允许有效分离相关组分（Bobin et al. 2015）。根据最新的CMB数据，我们进一步证实了以前的结果（Bobin等人，2014 b）表明，拟议的CMB图估计显示出天体物理学和宇宙学应用的吸引人的特征：i）这是一张不需要任何修补或插值后处理的全天空地图，ii）即使在银河系中心，前景污染也非常低，iii）它不表现出任何可检测的热SZ污染痕迹。我们表明，它的功率谱是在良好的协议与普朗克PR 2官方理论最佳拟合功率谱。最后，遵循可重复性研究的原则，我们提供了L-GMCA的可重复性代码，使其成为唯一可重复的CMB图谱。
2015-11-27 astro-ph.CO
Low Variance at large scales of WMAP 9 year data
我们使用一个最佳的估计，研究方差的WMAP 9 CMB领域在低分辨率下，在温度和偏振。采用真实的蒙特卡罗模拟，我们发现统计上显着的偏差，从$Λ$ CDM模型在几个天空削减的温度场。对于本分析中考虑的掩模，其覆盖至少54%的天空，WMAP 9 CMB天空和$Λ$ CDM在$ \ge 99.94%$ C.L.是不兼容的。大角度（$>5^\circ$）。相反，我们没有发现极化的异常。作为我们的分析的副产品，我们提出了新的，最佳的估计WMAP 9 CMB角功率谱从WMAP 9年的数据在低分辨率。
2013-07-09 astro-ph.CO
Probing cosmic birefringence with polarized Sunyaev-Zel'dovich tomography
如果暗能量和/或暗物质背后的物理违反了标准宇宙学范式中假设的宇称对称性，则宇宙微波背景（CMB）光子的线性偏振可以由于它们与暗扇区的耦合而旋转。最近的3个$σ$暗示了CMB偏振的EB光谱中的“宇宙双折射”，这促使我们追求新的方向来独立验证和表征信号。在这里，我们探讨的前景探测宇宙双折射的小尺度波动的CMB使用偏振Sunyaev-Zel 'dovich（pSZ）断层扫描。我们发现，pSZ可以用来推断宇宙双折射的红移依赖性，也有助于校准仪器的偏振方向。为了说明前景，我们表明，pSZ断层扫描可以探测类轴子暗能量模型与质量$m_ϕ\lesssim 10^{-32}$ eV与$\mathcal{O}(0.1)$度之间的再电离和重组的旋转。
2022-11-06 astro-ph.CO hep-ph
CMB lensing reconstruction from the WMAP 7-year data
我们试图从WMAP的7年数据中直接测量弱透镜信号。我们应用实空间实现的最佳二次估计的地图上产生的W波段差分组件。我们得到了一个弱的透镜振幅参数$A_{L}=0.99\pm1.67$校正后的几个来源的偏见。误差预算包括来自偏差去除过程的贡献。尽管表现出不敏感的真实空间估计不相关的噪声，我们的结论是，这种检测是不具有统计意义。我们希望像普朗克这样的全天空，更高灵敏度的实验将使我们能够进行更重要的测量。
2013-09-07 astro-ph.CO
Component separation in CMB observations
在这些程序中，我们讨论了提取，在WMAP 5年的数据，一个干净的CMB地图，前景发射（占主导地位的发射的星际介质的我们的星系），和微小的信号从Sunyaev Zel'dovich效应的方向已知的星系团。内部线性组合方法的实施本地在像素和谐波空间，使用分解的WMAP地图到一个框架的球形针状，允许提取一个完整的天空CMB地图，具有良好的精度，即使在接近银河平面的区域。从WMAP原始观测值中适当减去这一估计的CMB，为我们提供了无CMB的前景图，它可用于分析银河系星际介质的发射，并用于检测和测量致密源的发射。最后，虽然Sunyaev-Zel'dovich无法检测到个别集群在WMAP数据，由于缺乏空间分辨率和灵敏度，堆叠分析的试探性检测对一些已知的ROSAT集群允许检测SZ效应在WMAP数据和测量如何SZ通量规模与集群质量和X射线光度。
2010-06-28 astro-ph.CO
Cosmoglobe DR1 results. II. Constraints on isotropic cosmic birefringence from reprocessed WMAP and Planck LFI data
本研究利用再处理的 BeyondPlanck LFI 和 Cosmoglobe DR1 WMAP 偏振图限制宇宙双折射角度 $β$，发现同步辐射主导通道的测量结果与先前尘埃主导的限制一致，尽管统计显著性较低。
2023-05-03 astro-ph.CO
Testing the WMAP cosmology via Planck radio catalogues
支持标准LCDM宇宙学模型的主要证据是WMAP和其他微波实验观测到的CMB功率谱。但是Sawangwit和Shanks（2010）最近表明，WMAP CMB功率谱对WMAP望远镜的光束轮廓高度敏感。在这里，我们使用的源目录从普朗克早期数据发布进一步测试的WMAP光束轮廓。我们确认，在Q，V，特别是在W堆叠的光束轮廓出现比预期的更宽时，木星光束相比，规范化直接的射电源配置文件或使用普朗克通量。基于WMAP-CMB自由源目录和NVSS源的计算也得到了同样的结果。我们的光束轮廓测量的准确性得到了CMB天空模拟分析的支持。然而，来自WMAP 7的W波段的波束轮廓比先前在WMAP 5数据中发现的要窄，并且WMAP波束的抑制现在仅在~3sigma水平。我们还发现，WMAP源通量表现出可能的非线性与普朗克通量。但是，包括Weiland等人（2011）明亮源的地基和普朗克数据可能表明，这种差异是线性偏移而不是非线性。此外，我们还发现Planck观测到的~151个星系团的Sunyaev-Zel'dovich（SZ）叠加衰减与WMAP数据一致。我们发现，没有证据表明WMAP SZ赤字，如先前报道的。在昏迷的特殊情况下，我们发现的证据存在一个~0.1mK的向下CMB波动。我们的结论是，光束轮廓系统学可以有显着的影响的幅度和位置的声学峰，具有潜在的重要意义的宇宙学参数拟合。
2013-02-11 astro-ph.CO
The origin of the WMAP quadrupole
威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）的宇宙微波背景（CMB）温度图在宇宙学研究中具有重要意义。在之前的工作中，我们开发了一个独立于WMAP团队的地图制作管道。由我们的管道从WMAP原始数据产生的新地图与官方地图明显不同，功率谱以及最佳拟合宇宙学参数也明显不同。更重要的是，通过揭示WMAP原始数据与官方地图之间的不一致性，我们指出WMAP团队的管道中一定存在意想不到的问题。在这项工作中，我们发现，麻烦来自天线指向的不准确性所造成的系统性时间漂移之间的姿态数据和科学数据的WMAP原始时序数据（TOD）。WMAP释放中的CMB四极子可以在不使用任何CMB信号的情况下从完全由航天器速度和天线方向确定的差分偶极场精确地产生。在修正WMAP小组的错误后，CMB四极分量消失了。因此，释放的WMAP CMB四极几乎完全是人工的，CMB各向异性的真正四极应该接近于零。我们的发现对于理解早期宇宙非常重要。
2010-03-21 astro-ph.CO astro-ph.IM
Future CMB constraints on cosmic birefringence and implications for fundamental physics
目前正在建造和提出的CMB偏振实验的主要科学目标是探测原始张量扰动。作为副产品，这些仪器将显着改善对宇宙双折射的约束，或CMB偏振平面的旋转。如果被令人信服地发现，宇宙双折射将是粒子物理学和宇宙学标准模型之外的物理学的戏剧性表现。我们预测了即将到来的地面西蒙斯天文台（SO）和天基LiteBIRD实验，以及“第四代”地面CMB实验（如CMB-S4和中等成本的空间任务PICO）的宇宙偏振旋转（CPR）的界限。我们研究的可检测性的随机各向异性旋转场和各向同性旋转由一个恒定的角度。CPR诱导新的相关性的CMB观测，包括宇称奇型的各向同性CPR的情况下，和模式耦合的各向异性旋转的情况下的相关性。我们发现，LiteBIRD和SO将使各向同性CPR上的1 $σ$结合从当前值30 arcmin分别减少到1.5和0.6 arcmin，而CMB-S4-like和PICO将使其减少到$\sim 0.1$ arcmin。尺度不变CPR谱的幅度上的界限将分别通过LiteBIRD、SO和CMB-S4-like/PICO减小1、2和3个数量级。我们讨论了预测CPR边界的赝标量场，原始磁场（PMF），违反洛伦兹不变性的影响。我们发现CMB-S4-like和PICO可以将标度不变PMF振幅上的1 $σ$束缚从1 nG降低到0.1 nG，同时还探测了银河系的磁场。它们也将显著改善轴子-光子耦合的边界，对弦论轴子施加严…
2019-07-10 astro-ph.CO hep-ph
Tomographic constraint on anisotropic cosmic birefringence
本研究首次利用Planck PR4偏振数据约束再电离时期产生的各向异性宇宙双折射，发现其功率谱与零结果一致，并证实Ferreira等人(2024)的模型仍与观测相符。
2025-03-03 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
CMB Polarization and Temperature Power Spectra Estimation using Linear Combination of WMAP 5-year Maps
我们估计CMB偏振和温度功率谱使用WMAP 5年前景污染的地图。该方法不直接利用扩散前景模板，也不直接利用检测器噪声模型。该方法基本上由两个步骤组成，（i）通过在谐波空间中进行个体图的线性组合来去除扩散前景污染，以及（ii）将前景清洁图互相关以最小化检测器噪声偏差。对于温度功率谱，我们也估计和减去剩余的未解决的点源污染的交叉功率谱使用的点源模型提供的WMAP科学小组。我们的$TT$、$TE$和$EE$功率谱与WMAP科学小组发表的结果吻合得很好。然而，与WMAP科学小组获得的结果相比，偏振功率谱上的误差条要小得多。我们进行详细的数值模拟，以测试我们的程序中的偏差。我们发现，在所有情况下的偏差是小的。在较早的出版物中指出了$TT$功率谱中低$l$处的负偏差。我们发现，偏置校正的四极功率（$l(l+1)C_l/2π)$）为532 $μK^2$，大约是WMAP小组估计值（213.4 $μK^2$）的2.5倍。
2009-03-21 astro-ph.CO
