Limits on Polarized Dust Spectral Index Variations for CMB Foreground Analysis
使用普朗克偏振数据，我们搜索和约束空间变化的偏振尘埃前景的宇宙微波背景（CMB）的观测，特别是在其光谱指数，$β_d$。如果不考虑这些变化，将导致前台清理中的错误，这些错误将传播到从清理后的CMB图恢复宇宙学参数时的错误。目前还不清楚如何强大的普朗克数据约束$β_d$变化的先前研究是由于噪声建模，残差系统学和先验的挑战。为了澄清$β_d$及其变化的限制，我们采用两个像素空间分析的偏振尘埃前景在$>3.7^{\circ}$尺度上的$\approx 60\%$的天空在银河系高纬度。一个模板拟合方法，它测量$β_d$超过三个地区的$\approx 20\%$的天空，没有发现显着偏离一个统一的$β_d = 1.55$，符合先前的普朗克测定。在这些区域中的附加分析，基于对每个像素的灰尘和CMB模型的多频率拟合，对$σ_{β_d}$（$β_d$中的高斯空间变化）施加限制。在最高纬度，数据支持$σ_{β_d}$到$0.45$，中纬度支持$0.30$，低纬度支持$0.15$。我们还表明，必须小心解释当前的普朗克约束，$β_d$地图，和噪声模拟时。由于高纬度地区的残留系统学和低尘埃信噪比，对正在进行和未来任务的预测应包括本文根据当前极化数据估计的大$σ_{β_d}$值的可能性。
2021-10-22 astro-ph.CO
Direct detection of gravitational waves can measure the time variation of the Planck mass
最近发现的$γ$射线对应的引力波事件已经把极其严格的限制在引力波的速度在目前的时代。反过来，这些约束对引力的潜在修正施加了强大的理论压力，基本上只允许一个共形耦合标量在当前宇宙中活跃。在本文中，我们表明，直接检测的引力波从光学识别源也可以测量或约束的强度，共形耦合的标量-张量模型，通过时间变化的普朗克质量。作为第一个粗略的估计，我们发现，LISA卫星可以测量普朗克质量的无量纲时间变化（所谓的参数$α_M$）在红移约1.5的误差约为0.03至0.13，这取决于对未来观测的假设。一旦在$z>2$上开发出可靠的距离指标，或者使用GW探测器来扩展LISA的能力，就可以实现更强的约束，比如拟议中的大爆炸观测器。我们强调，就像引力速度的约束一样，$α_M$上的约束与宇宙学模型无关。
2018-12-13 astro-ph.CO gr-qc
Planck constraints on scalar-tensor cosmology and the variation of the gravitational constant
通过对普朗克2015年实验结果中得到的宇宙微波背景（CMB）角功率谱数据的分析，给出了标量-张量引力理论的宇宙学约束.我们考虑调和吸引子模型，其中标量场在爱因斯坦坐标系中具有曲率调和势（$β$），理论随时间向爱因斯坦引力弛豫。本文用马尔可夫链蒙特卡罗方法分析了普朗克的{ \it TT}、{\it EE}、{ \it TE}和透镜CMB数据，发现对于$0<β<0.4$，现今对爱因斯坦引力的偏离（${α_0}^2$）被约束为${α_0}^2<2.5\times10^{-4-4.5β^2}\ (95.45\% {\rm\ C.L.})$和${α_0}^2<6.3\times10^{-4-4.5β^2}\ (99.99\%\ {\rm C.L.})$。从复合到现在的有效引力常量的时间变化被约束为$G_{\rm rec}/G_0<1.0056\ (95.45\% {\rm\ C.L.})$和$G_{\rm rec}/G_0<1.0115\ (99.99 \%{\rm\ C.L.})$。我们还发现，扩展到非平坦宇宙模型的约束的影响不大，因为普朗克揭示的扩散阻尼效应打破了简并的投影效果。
2016-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reply to Flambaum and Porsev comment on "21 cm radiation - a new probe of variation in the fine structure constant"
对Flambaum和Porsev评论arXiv：1004.2540的回复“21 cm辐射-精细结构常数变化的新探测”arXiv：astro-ph/0701752
2010-07-12 astro-ph.CO
Fractal Space Time and Variation of Fine Structure Constant
研究了量子粒子的分形时空对精细结构常数$α$变化的影响。研究了精细结构常数在De Broglie长度$λ$和Compton长度$λ_{c}$附近的变化，认为这种变化可能是由于粒子轨道在这两个量子域之间的尺度跃迁引起的.考虑早期宇宙中质量分布不均匀的分形宇宙，研究了物质主导时代和辐射主导时代的精细结构常数的变化。精细结构常数表现出临界行为，临界指数为分数，并表现出不连续性。有人认为，精细结构常数的变化可能归因于基本常数的内在尺度依赖性。
2011-09-16 astro-ph.CO
New constraints on time-dependent variations of fundamental constants using Planck data
CMB今天的观测使我们能够回答有关我们宇宙性质的详细问题，针对标准和非标准物理学。在本文中，我们研究了不同基本常数（即，精细结构常数$α_{\rm EM}$和电子静止质量$m_{\rm e}$）。我们接近的问题，在教学的方式，说明了各种影响的自由电子分数，汤姆逊可见度函数和CMB功率谱的重要性，突出各种简并。我们证明，更简单的Recfast++治疗（基于三能级原子的方法），可以用来准确地表示完整的计算CosmoRec。我们还包括明确的时间依赖性的变化，使用唯象幂律描述。我们在分析中重现了普朗克2013年的结果。假设相对于标准值的恒定变化，我们使用普朗克2015年数据找到改进的约束$α_{\rm EM}/α_{\rm EM,0}=0.9993\pm 0.0025$（仅CMB）和$m_{\rm e}/m_{\rm e,0}= 1.0039 \pm 0.0074$（包括BAO）。对于红移依赖的变化，$α_{\rm EM}(z)=α_{\rm EM}(z_0)\,[(1+z)/1100]^p$与$α_{\rm EM}(z_0)\equivα_{\rm EM,0}$在$z_0=1100$，我们得到$p=0.0008\pm 0.0025$。允许$α_{\rm EM}(z_0)$和$p$的同时变化产生$α_{\rm EM}(z_0)/α_{\rm EM,0} = 0.9998\pm 0.0036…
2020-06-11 astro-ph.CO hep-th
Effect of transitions in the Planck mass during inflation on primordial power spectra
我们研究了暴胀过程中有效普朗克质量的突然跃迁对原初功率谱的影响。具体来说，我们考虑模型中，这种变化的结果从非最小耦合的Brans-Dicke型标量场。我们发现，标量功率谱发展的功能，在相应的尺度上的过渡期间离开地平线。此外，我们观察到，只要普朗克质量的变化低于百分水平，张量扰动基本上不受影响。否则，张量功率谱在相同尺度上表现出阻尼振荡。由于标量功率谱中的显著特征，张量与标量比r在相应尺度上显示出变化。因此，通过研究标量和张量扰动的谱，人们可以约束普朗克质量在暴胀过程中突然但很小的变化。我们用一些基准单场和双场模型来说明这些效应。此外，我们评论他们的影响和可能性，以减轻张量标量比的观测普朗克和BICEP 2实验之间的紧张关系。
2014-10-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the time variation of fine structure constant using galaxy clusters and quintessence model
利用对星系团的Sunyaev-Zel'dovich效应测量和X射线观测，探讨了精细结构常数（$α\equiv e^2/\hbar c$）随时间的变化。具体而言，积分康普顿电离参数$Y_{SZ}D_A^2$与其X射线对应物$Y_X$的比率用作可观测量以约束$α$的变化上的界限。考虑到宇宙距离对偶关系的破坏，这个比值依赖于精细结构常数$\sim α^3$。我们使用精粹模型来提供$α$时间变化的起源。为了对$α$的变化进行可靠的检验，我们收集了两个星系团的样本，即普朗克合作组提供的61个星系团和南极望远镜探测到的58个星系团。他们的X射线观测结果由XMM-牛顿巡天给出。我们的结果给出了Planck样品的$ζ=-0.203^{+0.101}_{-0.099}$和SPT样品的$ζ=-0.043^{+0.165}_{-0.148}$，表明两个样品的$α$分别在$3σ$和$1σ$范围内随红移是常数.
2021-09-01 astro-ph.CO
Planck intermediate results. XXIV. Constraints on variation of fundamental constants
基本物理常数的任何变化，尤其是精细结构常数$α$或电子质量$m_e$的任何变化，都会影响宇宙的复合历史，并在宇宙微波背景角功率谱上留下印记。我们表明，普朗克数据允许一个改进的约束的精细结构常数在红移$z\sim 10^3$的时间变化的约5倍相比，WMAP数据，以及打破与哈勃常数，$H_0$的简并。除了$α$之外，我们还可以对电子质量的变化$m_{\rm e}$以及两个常数的同时变化设置约束。我们详细研究了基本常数和宇宙学参数之间的简并性，以比较从普朗克和WMAP得到的限制，并确定通过包括其他宇宙学探测器获得的约束力。我们的结论是，独立的精细结构常数和电子的质量的时间变化受到普朗克${Δα}/α= (3.6\pm 3.7)\times10^{-3}$和${Δm_{\rm e}}/{m_{\rm e}}= (4 \pm 11)\times10^{-3}$在68%的置信水平。我们还调查的精细结构常数的空间变化的可能性。$α$的偶极空间变化的相对振幅（对应于穿过我们的哈勃体积的梯度）被限制为$δα/α=(-2.4\pm 3.7)\times 10^{-2}$。
2014-06-29 astro-ph.CO
Future constraints on variations of the fine structure constant from combined CMB and weak lensing measurements
我们预测未来的CMB和星系透镜调查的能力，以约束精细结构常数的变化。我们发现，透镜数据，因为那些预期从卫星实验欧几里德可以改善约束，从未来的CMB实验导致Δα/ α= 8*10^{-4}的精度。精细结构常数α的变化与哈勃常数H_0和暴胀参数作为标量谱指数n_s强烈简并。如果在复合时期α的变化大到\sim 0.5%，这些简并性可能会在宇宙学参数的测定中引起显著的偏差。
2012-02-22 astro-ph.CO
Linking the BICEP2 result and the hemispherical power asymmetry through spatial variation of $r$
对于最简单的暴胀模型，BICEP 2实验最近探测到的一个大的原始B模式偏振信号表明，普朗克卫星的张量标量比$r$的上限存在轻微的张力。在这里，我们讨论空间变化的$r$作为一个可能的解释，这种差异。这个想法似乎很有吸引力，因为它也可以解释WMAP和普朗克在大角度尺度上看到的半球温度功率不对称性。如果这两个方面确实有联系，该模型表明，在北半球，$r$应该小得多，这一假设可以通过未来的B模式实验得到证实，为整个天空中原始张量贡献的平稳性提供测试。此外，BICEP 2测量排除了$r$的简单偶极调制单独可能导致全半球功率不对称的可能性。
2014-05-22 astro-ph.CO
Constraints on the Brans-Dicke gravity theory with the Planck data
利用普朗克卫星的宇宙微波背景温度数据、WMAP的9年偏振数据、SDSS和6dF巡天的BAO距离比数据，对Brans-Dicke理论提出了新的约束。我们采用参数化$ζ=\ln(1+1/ω})$，其中广义相对论（GR）极限对应于$ζ= 0$。我们没有发现偏离广义相对论的证据。在95%的概率下，相应地，$-0.00246 < ζ< 0.00567$区域$-407.0 < ω<175.87$被排除。如果我们仅限于$ζ>0$（即$ω>0$）情况，则95%概率区间为$ζ<0.00549$，对应于$ω> 181.65$。我们也可以将这个结果转化为引力常数变化的约束，并发现今天的变化率为$\dot{G}=-1.42^{+2.48}_{-2.27} \times 10^{-13} $ yr $^{-1} $（$1σ$误差线），自重组时代以来的综合变化为$δG/G = 0.0104^{+0.0186}_{-0.0067} $（$1σ$误差线）。这些引力常数变化的极限与太阳系实验的精度相当。
2013-05-02 astro-ph.CO gr-qc
Comment on "Global Positioning System Test of the Local Position Invariance of Planck's Constant"
在他们的信中，Kentosh和Mohageg [物理学牧师Lett。108，110801（2012）]试图使用来自全球定位系统（GPS）卫星上的时钟的数据来限制普朗克常数h的局部位置不变性（LPI）违反。这篇评论的目的是表明，讨论尺寸常数（如h）变化的极限是没有意义的;即使在正确的框架内，也不可能从GPS卫星上的单一类型的时钟中提取基本常数变化的极限;并纠正作者对以前地球上LPI实验的解释中的一个重要误解。
2012-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Simple realization of inflaton potential on a Riemann surface
在宇宙微波背景辐射中观察到的B模与所谓的Lyth束缚相结合，表明了暴胀过程中暴胀子场的跨普朗克变化。如此大的变化引起了人们对普朗克尺度以下的有效场论的暴胀模型的关注。如果暴胀子存在于黎曼曲面中，并且暴胀子势是暴胀子场的多值函数，当暴胀子场被视为复平面上的函数时，可以满足Lyth界，同时将有效场论中的场值保持在普朗克尺度内。我们表明，多值暴胀子潜力可以实现从一个单值拉格朗日的有效场论低于普朗克尺度。
2014-10-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Variance of dust temperature and spectral index in Planck polarization data using spin-moment expansion
Institut d’Astrophysique Spatiale, CNRS, Univ. Paris-Sud, Université Paris-Saclay（空间天体物理研究所，法国国家科学研究中心，巴黎南大学，巴黎萨克雷大学）；Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, Université de Montpellier, CNRS/IN2P2（蒙彼利埃宇宙与粒子实验室，蒙彼利埃大学，法国国家科学研究中心/法国国家核子和粒子物理研究所）；International School for Advanced Studies (SISSA)（高级国际研究学院）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所，的里雅斯特分部）；Institute for Fundamental Physics of the Universe (IFPU)（宇宙基础物理研究所）；IRAP, Université de Toulouse, CNRS, CNES, UPS（天体物理学研究所，图卢兹大学，法国国家科学研究中心，法国国家空间研究中心）；Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris（巴黎高等师范学院物理实验室，巴黎高等师范学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎大学）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, LPSC-IN2P3（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，格勒诺布尔理工学院）；INAF - Osservatorio Astronomico di Cagliari（意大利国家天体物理研究所，卡利亚里天文台）；Laboratoire d’Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Univ. Brest, CNRS, Ifremer, IRD（物理与空间海洋学实验室，布雷斯特大学，法国国家科学研究中心，法国海洋开发研究院，法国农业食品与林业研究发展中心）
本文提出了一种分析Planck极化数据中尘埃温度方差和频谱指数变异性的新方法，通过残差图和统计相关性预测，揭示尘埃信号的物理特性。
2025-12-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Bimetric Gravity, Variable Speed of Light Cosmology and Planck2013
具有可变光速的双度量重力模型与2013年普朗克卫星报告的结果一致。当模型中的基本长度尺度$\ell_0$固定为$\ell_0\approx 10^5\ell_P$时，预测的标量模谱指数为$n_s\approx 0.96$，其运行为$α_s\approx 8\times 10^{-4}$，其中$\ell_P$是普朗克长度$\ell_P=1.62\times 10^{-33}\,{\rm cm}$，给出了观测到的CMB波动：$δ_H\approx 10^{-5}$。扩大的光锥确保水平和平面度问题得到解决。该模型没有暴胀模型的许多微调问题，形成结构形成种子的波动不会导致混乱的非均匀宇宙和对多元宇宙的需要。
2013-06-23 astro-ph.CO gr-qc
Exploring the self-tuning of the cosmological constant from Planck mass variation
最近，广义相对论爱因斯坦-希尔伯特作用量中普朗克质量的变化被认为是宇宙学常数的一种自调谐机制，可以防止标准模型真空能量自由引力，并可以估计其观测值的大小。我们在此探讨这一建议的新方面。我们首先开发了一个等价的爱因斯坦框架形式主义，目前约旦框架制定的机制，并用它来突出的相似性和差异的自我调整的螯合机制。然后，我们展示了如何通过耦合高斯-邦纳项和伴随的四种形式的场强来扩展局部自调谐作用，可以防止引力子环使标准模型真空能量的退化失效。对于某些情况下，我们还发现，这种扩展可以改写为Horndeski标量张量理论，并嵌入到传统的局部自校正形式主义。然后，我们探讨的可能性统一的通货膨胀与自我调整。由此产生的方程也可以用来激发多元宇宙的解释。在这种情况下，我们重新审视的巧合问题，并提供了一个估计的概率出现的智慧生命在我们的宇宙作为宇宙年龄的函数，推断从恒星和地球的行星形成过程。我们的结论是，我们生活在一个非常典型的时代，在那里我们应该期待的能量密度的宇宙学常数和物质是相当的大小。在多元宇宙的人择分析中，为了用一个无量纲的量来比较不同宇宙的宇宙历史中生命的出现，我们选择了一个宇宙的进化视界大小与其质子大小的数量级差异，作为原子、分子和最终生命的基本组成部分。（节略）
2021-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
From Cavendish to PLANCK: Constraining Newton's Gravitational Constant with CMB Temperature and Polarization Anisotropy
利用WMAP、BOOMERANG、CBI和ACBAR实验的最新CMB数据和来自大爆炸核合成的独立约束，给出了牛顿引力常量宇宙变化的新约束.我们发现，目前的CMB数据提供的限制在10%的水平，可以提高到3%，包括BBN数据。我们表明，未来的数据预计从普朗克卫星可以约束G在1.5%的水平，而最终的，宇宙方差有限，CMB实验可以达到约0.4%的精度，与目前的实验室测量竞争。
2009-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fine-structure transitions as a tool for studying variation of alpha at high redshifts
高红移的恒星形成星系是探测精细结构常数α在宇宙学时间尺度上假设变化的理想目标。我们提出了一个修改的碱双峰方法，使我们能够搜索α结合远红外和亚毫米光谱观测的变化。这种变化表现为与实验室波长相比时，所观察到的精细结构和粗结构过渡位置之间的速度偏移。在这里，我们描述了我们的方法，它对α的分数变化的灵敏度极限约为5*10^-7。我们还表明，目前的氢和[C II] 158微米线的光谱观测提供了一个上限，|Delta alpha/alpha| < 6*10^-5，红移z = 3.1和z = 4.7。
2017-03-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Sensitivity of the energy levels of singly ionized cobalt to the variation of the fine structure constant
我们用相对论Hartree-Fock方法和组态相互作用方法计算了单电离态钴的跃迁频率与精细结构常数的关系。所得结果可用于研究类星体吸收光谱中精细结构常数的变化。
2010-02-09 astro-ph.CO astro-ph.SR physics.atom-ph
The fine tuning of the cosmological constant in a conformal model
本文考虑一个包含两个实标量场的共形模型，其中共形对称性被软机制破缺而不反常。这些标量场中的一个是标准模型希格斯粒子的代表。该模型预测宇宙学常数为零。在模型的最简单版本中，一些耦合需要微调到非常小的值。我们制定这些耦合的微调问题。我们认为，问题的出现，因为我们需要一个软机制，打破共形对称。只有当标量场在宇宙的时间尺度上没有显著演化时，对称性破缺才是可能的。我们提出了两种解决方案，这个微调问题。我们认为，如果一个标量场的经典值是超普朗克的，即采取一个值远远大于普朗克质量的问题得到解决。第二个解决方案涉及到引入一个强耦合的隐藏扇区，我们称之为hypercolor。在这种情况下，共形不变性被动态地破坏，并触发电弱对称性的崩溃。我们认为，我们的分析也适用于标准模型希格斯多重态的情况。
2015-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Planck constraints on Higgs modulated reheating of renormalization group improved inflation
在RG改进的暴胀宇宙学的框架下，我们研究了一个可以解释为Higgs场的标量场的动力学。这个模型的背景轨迹可以提供足够的暴胀e折叠和一个优雅的出口到辐射占主导地位的阶段。我们研究了通过标准模型希格斯玻色子产生原初曲率扰动的可能性。这可以通过使用调制再加热机制在微调参数选择下实现。在这个模型中，原始的非高斯性预计是相当大的。虽然受到新发布的普朗克CMB数据的严格限制，但该模型提供了对撞机和早期宇宙物理学之间潜在的有趣联系。
2013-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Naturalness of Light Neutralino Dark Matter in pMSSM after LHC, XENON100 and Planck Data
我们研究的可能性轻（低于46 GeV）中性伴暗物质（DM）的候选人在19参数的唯象最小超对称标准模型（pMSSM）的各种最近的实验结果，特别是从大型强子对撞机，氙100，普朗克。我们还研究了电弱微调的程度，这样一个轻的中性伴子的情况下，从搜索超对称性到目前为止的零结果。利用马尔可夫链蒙特卡罗似然分析的完整的pMSSM参数空间，我们发现，一个中性伴子DM质量> 10 GeV的原则上仍然可以满足所有现有的限制。我们的轻中性伴子解可以大致分为两个区域：（1）在10 - 30 GeV的中性伴子质量范围内的解是高度微调的，需要存在轻电子（低于100 GeV），以满足所观察到的DM遗迹密度。我们注意到，这些还没有被现有的LEP/LHC结果最终排除，并且需要对非统一的高吉诺质谱有效的专门分析来排除这种可能性。(ii)低微调的解决方案主要是在30 - 46 GeV的中性伴子质量范围内。然而，它的大部分已经被最新的XENON 100自旋无关直接探测截面上限排除，其余的允许点都在XENON 1 T的预计限制范围内。因此，我们表明，允许的MSSM参数空间的轻中性伴子DM低于LEP限制的46 GeV，可能在超对称模型没有高吉诺质量统一，可以完全访问在不久的将来。鉴于最近在一些直接检测实验中对DM信号的阳性暗示的声明，这可能是有用的。
2013-06-06 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
