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
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
Constraining long-lived dark sector particles with CMB and Lyman-$α$
Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；Vrije Universiteit Brussel（布鲁塞尔自由大学）
通过CMB和Lyman-α数据约束长寿命暗物质粒子的参数空间，探索其对宇宙热历史的影响。
2026-02-10 astro-ph.CO hep-ph
Constraining the Initial Primordial Black Hole Clustering with CMB-distortion
原始黑洞的合并速率取决于它们的初始聚集。在缺乏与短尺度和大尺度相关的原初非高斯性的情况下，原初黑洞在其形成时呈泊松分布。然而，局域型的原初非高斯性可能与大尺度上的原初黑洞相关。我们表明，未来的实验寻找CMB $μ$ -失真将测试的假设初始原生黑洞集群引起的本地非高斯性，而现有的限制已经表明，显着的非高斯性是必要的诱导原生黑洞集群。
2021-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining Sterile Neutrino Cosmology with Terrestrial Oscillation Experiments
我们探讨了地面中微子振荡实验和天体物理/宇宙学测量在探测不育中微子存在方面的互补性。我们发现，即将到来的加速器中微子实验将不会改善约束的时候，他们是可操作的，但反应堆实验已经可以探测参数空间超出了普朗克的范围。我们强调宇宙学实验和反应堆反中微子实验之间的紧张关系，并列举了解决这种紧张关系的几种可能性。
2019-05-08 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Hybrid Natural Inflation with recent CMB data
我们研究了混合自然暴胀（HNI）模型及其在CMB观测中的一些实现，主要是普朗克温度和WMAP-9偏振，并与最近发布的BICEP 2数据集进行了比较。HNI的暴胀扇区基本上由势$V(ϕ) = V_0(1+a\cos (\fracϕ{f} ) )$给出，其中$a$是小于或等于1的正常数，$f$是（伪南武-戈德斯通）对称性破缺的尺度。我们表明，描述的HNI模型实现，我们只需要两个观测值;频谱指数$n_s$，张量标量比，和一个自由参数的余弦函数$a$的振幅。我们发现，为了使HNI模型与BICEP 2观测兼容，我们需要一个大的正运行的光谱。我们发现，在模型最一致的情况下，这可能会过度产生原始黑洞。如果像最近争论的那样，BICEP 2的数据不符合原始引力波，这种情况可能会得到缓解。
2015-02-04 astro-ph.CO hep-ph
What can CMB observations tell us about the neutrino distribution function?
宇宙微波背景（CMB）观测已被广泛用于限制中微子的关键属性，如它们的质量。然而，这些推论通常依赖于宇宙学模型的假设，特别是早期宇宙中中微子的分布函数。在本文中，我们的目标是评估的全面程度，CMB实验是敏感的中微子分布的形状。我们证明了普朗克和CMB-S4类实验没有检测分布函数中特定特征的前景。因此，我们采取一般的方法和边缘化完全超过中微子分布的形式，推导出相对论和非相对论中微子能量密度的约束，其特征在于$N_\mathrm{eff} = 3.0 \pm 0.4$和$ρ_{ν,0}^{\rm NR} < 14 \, \mathrm{eV}\,\mathrm{cm}^{-3}$在95% CL，分别。这些是宇宙微波背景数据唯一可以限制的中微子性质，这一事实对宇宙学中中微子质量极限具有重要意义。具体来说，在对比的$Λ$ CDM的情况下，CMB和BAO的数据严格限制中微子质量的总和为$\sum m_ν< 0.12 \, \mathrm{eV}$，我们明确表明，中微子质量大到$\sum m_ν\sim 3 \, \mathrm{eV}$是完全符合这个数据。重要的是，要做到这一点，中微子数密度应该适当地小，使得仍然满足$ρ_{ν,0}^\mathrm{NR} = \sum m_νn_{ν,0}$上的束缚。最后，我们给出了展望的机会，可能会出现其他互补的实验探测，如星系调查，中微子质量实验和设施，…
2022-03-08 astro-ph.CO hep-ph
Joint probes of dark matter annihilation from neutrino detectors and CMB targets
School of Physics, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）；Marietta Blau Institute for Particle Physics, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院玛丽埃塔·布劳粒子物理研究所）
提出将中微子有效数目和宇宙微波背景谱畸变作为互补观测量，联合中微子探测器与CMB实验探测MeV-GeV质量暗物质湮灭到中微子的信号。
2026-11-10 astro-ph.CO hep-ph
Constraining dark matter-neutrino interactions with IceCube-170922A
天体物理学上的中微子从它们的源头经过星系团和我们银河系的暗物质晕，长距离地传播到地球。中微子与暗物质的相互作用可能会影响中微子的通量。最近对高能中微子IceCube-170922 A的多信使观测，在中微子能量为290 TeV时，给出了中微子与暗物质相互作用的稳定的$σ/M_{dm} \lesssim 5.1\times 10^{-23} {\rm cm}^2 /$ GeV上限，抑制率可达90%.结合CMB和LSS在不同中微子能量下的约束，我们可以约束暗物质-中微子相互作用的模型。
2019-04-16 astro-ph.CO hep-ph
Taller in the saddle: constraining CMB physics using saddle points
宇宙微波背景（CMB）温度（热点和冷点）极值点的统计在文献中已经得到了很好的探索，并已被用来约束早期宇宙的模型。在这里，我们将CMB中的临界点的研究扩展到去除极值后剩余的集合，即鞍点。我们执行堆栈的温度和偏振温度鞍点在CMB的模拟，以及从普朗克卫星的数据。然后，我们计算鞍点堆栈的理论配置文件，给定的基本功率谱的CMB。作为这样的堆栈的效用的一个例子，我们约束模型的宇宙双折射，并比较约束力的鞍点与极值点。我们发现，在双折射的具体例子中，我们可以在我们的分析中使用鞍点比使用极值更严格的约束。事实上，我们发现我们的鞍点分析产量接近最优约束，通过比较功率谱分析。因此，我们建议，在鞍点上的叠加，在一般情况下，是一个有用的方法来测试非标准的物理效应，改变CMB功率谱。
2019-03-04 astro-ph.CO
Constraining the topology of the Universe using the polarised CMB maps
我们研究了通过匹配圆统计量应用于极化宇宙微波背景（CMB）各向异性图来约束宇宙拓扑结构的可能性。与迄今为止简单分析温度数据相比，在拓扑研究中使用CMB偏振图的优势得到了清楚的证明。我们测试我们的算法，以搜索对匹配的圆模拟CMB地图的3-环面拓扑的宇宙。它被发现，普朗克和下一代CMB实验数据的噪声水平不再是令人望而却步，应该足够低，使这些研究的偏振图的使用。对于这样的实验，可以检测到的背靠背匹配圆的最小半径被确定。我们还表明，再电离后产生的极化不会对匹配圆的可探测性产生影响。
2018-02-08 astro-ph.CO
Precision constraints on radiative neutrino decay with CMB spectral distortion
我们研究了宇宙中微子背景辐射的衰变，以及它对宇宙微波背景（CMB）光谱的影响。通过考虑中微子动量分布的精确形式，我们导出了较重中微子衰变为较轻中微子和光子的精确公式$ν_j \to ν_i + γ$，以及作为其逆的吸收公式$ν_i + γ\to ν_j$。我们的计算表明，如果中微子比$\mathcal O(0.1)$ eV重，精确公式给出的结果相差$\sim$ 50%，与近似的中微子被假定为在休息。我们还发现，由于吸收的光谱失真是更重要的重中微子质量（由$\sim$ 10的一个因素，从0.01 eV到0.1 eV的中微子质量）。通过分析COBE-FIRAS测量的CMB谱数据，得到了$τ_{12} \gtrsim 4 \times 10^{21}$ s（95% C. L.）对于较小的质量分裂和$τ_{13} \sim τ_{23} \gtrsim 10^{19}$ s对于较大的质量分裂。这些都代表了一个数量级的改进，比以前的CMB的限制。随着未来的CMB实验，如PIXIE，这些限制将提高约4个数量级。这转化为$μ_ν< 3 \times 10^{-11}\, μ_B$的中微子磁矩（对于某些中微子质量和衰变模式）的投影上限，其中$μ_B$是玻尔磁子。这样的限制将使未来的精确CMB测量与基于实验室的中微子磁矩限制竞争。
2018-07-03 astro-ph.CO hep-ph
Constraining primordial non-Gaussianity using two galaxy surveys and CMB lensing
下一代星系巡天将能够测量超出等尺度的扰动。在这些超大尺度上，原始非高斯性留下的特征可以揭示早期宇宙中微扰产生的机制。我们对约束局部类型非高斯性及其具有简单尺度依赖性的双参数扩展进行了预测分析。我们结合不同的聚类测量从未来的星系调查-21厘米的强度映射调查和两个光度星系调查-通过多示踪剂的方法。此外，我们然后包括CMB透镜从CMB阶段4实验中的多示踪剂，这可以改善偏置参数的约束。我们通过结合SKA 1（类欧几里得（LSST）巡天）和CMB-S4透镜效应预测了$σ(f_{\rm NL}) \simeq 0.9$（1.4）。使用CMB透镜，$f_{\rm NL}$的精度提高了2倍，表明联合分析很重要。在运行$f_{\rm NL}$的情况下，我们的结果表明，即将到来的宇宙学调查的组合可以实现$σ(n_{\rm NL}) \simeq 0.12$（0.22）的运行指数。
2019-08-13 astro-ph.CO
Constraining the evolution of the CMB temperature with SZ measurements from Planck data
CMB温度-红移关系T_CMB（z）=T_0（1+z）是标准宇宙学的一个重要预言，但在许多非标准模型中却被违背。将可能的偏差限制到这个定律是测试Lambda CDM范式和寻找新物理学线索的有效方法。我们用从普朗克温度图上得到的70 ~ 353 GHz频率范围内的Sunyaev Zel'dovich效应谱，在红移0.01 ~ 0.94范围内，测定了普朗克SZ星团表的一个子样品（104个星团）的T_CMB（z），精度达3%。采用Monte-Carlo马尔可夫链方法，利用不同频率的SZ强度变化Δ I_SZ（nu），对星系团红移处的T_CMB（z）进行了个别测定。通过将该方法应用于104个团簇的样本，我们将形式T_CMB（z）=T_0（1+z）^（1-beta）的可能偏差限制为beta= 0.022 +/- 0.018，在1 sigma的不确定度下，与标准模型的预测一致。将这些测量结果与先前发表的结果相结合，我们得到beta=0.016+/-0.012。
2015-02-27 astro-ph.CO
Constraints on the neutrino parameters by future cosmological 21cm line and precise CMB polarization observations
对来自再电离时期的21厘米线辐射的观测对于研究宇宙的宇宙学生长具有很大的能力。另外，由引力透镜产生的CMB偏振还包含了大量的关于物质涨落后期增长的信息。在本文中，我们研究了它们对中微子性质的影响的灵敏度的密度涨落的增长，如中微子总质量，中微子物种的有效数量（额外辐射），和中微子质量等级。我们将证明，通过结合一个精确的CMB偏振观测，如西蒙斯阵列与21厘米线观测，如平方公里阵列（SKA）阶段1和重子声学振荡观测（暗能量光谱仪器：DESI），我们可以测量的非零中微子质量的影响，密度涨落的增长，如果总中微子质量大于0.1 eV。此外，在95%C. L.时，这些组合可以大大改善中微子有效粒子数σ（N_nu）~ 0.06-0.09的界的误差.最后，通过使用SKA第二阶段，我们可以确定95% C. L.的中微子质量等级。如果中微子的总质量接近或小于0.1 eV。
2016-02-08 astro-ph.CO hep-ph
A short blanket for cosmology: the CMB lensing anomaly behind the preference for a negative neutrino mass
本文引入允许取负值的有效中微子质量参数，结合CMB和BAO数据研究透镜异常，发现负质量偏好源于晚期探针探测到的引力透镜过剩。
2025-11-03 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Feeble Neutrino Interactions with Ultralight Dark Matter
如果超轻$(\ll$ eV），玻色子暗物质与右手中微子耦合，则活动中微子质量和混合角取决于周围环境的暗物质密度。当由暗物质背景诱导的中微子马约拉纳质量小于狄拉克质量时，中微子是“伪狄拉克”费米子，在近简并的活跃态和无菌态之间振荡。我们提出了一个完整的宇宙学的历史，这样一个场景，并找到严重的限制，从各种各样的地球和宇宙观测。对于“模糊”暗物质体系中的标量质量（$\sim 10^{-20}$ eV），这些限制不包括$10^{-30}$阶耦合，对应于与中微子之间的引力相当的汤川相互作用，并且超过了标量诱导的电子和质子耦合中时间变化的等效限制。
2022-05-13 astro-ph.CO hep-ph
Constraining cosmological vorticity modes with CMB secondary anisotropies
观测搜索大尺度涡度模式在晚时间宇宙的探索不足。在标准的$Λ$ CDM模型中，考虑到观测到的宇宙微波背景（CMB）的性质，这是很好的动机。然而，这意味着对宇宙涡旋模式的搜索可以作为我们宇宙学模型的一个强有力的一致性测试。我们表明，通过结合CMB测量的动力学Sunyaev-Zel'dovich和移动透镜效应与星系巡天数据，我们可以约束涡度场独立于大尺度宇宙速度场。这种方法可以提供严格的限制，最大规模的模式，并可以通过一个简单的改变标准估计。或者，如果假设没有宇宙涡模，这个估计可以用来测试系统的偏差，在现有的动力学Sunyaev-Zel'dovich效应的分析类似于卷曲透镜的方式。
2023-01-26 astro-ph.CO
Constraining dark sector perturbations I: cosmic shear and CMB lensing
我们目前和未来的约束状态方程的暗区扰动。考虑的状态方程是对应于广义标量场模型和时间同态不变的$L(g)$理论，相当于相对论弹性介质的模型，也违反了大质量引力洛伦兹。我们开发这些模型的可观察到的影响的理论理解。为了约束这些模型，我们使用CMB温度数据从普朗克，BAO测量，CMB透镜数据从普朗克和南极望远镜，和弱星系透镜数据CFHTLenS。我们发现非平凡的排除参数的范围内，虽然数据仍然与$w=-1$兼容。我们衡量未来的实验将如何帮助约束参数。这是通过对CMB实验（如CoRE和PRISM）和断层星系弱透镜调查的可能性分析来完成的，重点是欧几里德在轻度非线性尺度上的潜在辨别力。
2015-06-26 astro-ph.CO
Constraining the CMB Optical Depth Through the Dispersion Measure of Cosmological Radio Transients
最近发现的快速射电暴FRB 150418等河外射电瞬变的色散测度可以用来测量星系际介质中自由电子的柱密度。同样的电子也散射了宇宙微波背景（CMB）光子，影响了宇宙学参数的精确测量。我们探讨了再电离时期（EoR）期间存在的无线电瞬变的色散测量和CMB的总光学深度$τ_{CMB}$之间的联系，表明这种瞬变的存在将提供一个新的灵敏的探测$τ_{CMB}$。作为一个例子，我们考虑FRB的种群。假设它们存在于EoR期间，我们表明：（i）这样的源可以通过测量$τ_{CMB}$来探测再电离历史，精度低于百分之一，（ii）它们可以通过平方公里阵列等仪器进行高显著性检测。
2016-11-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining dynamical neutrino mass generation with cosmological data
我们研究的模型中，中微子的质量是在宇宙学后期动态生成的。我们的研究是纯粹的现象学和参数化的三个有效的参数表征红移的质量产生，过渡区的宽度，和现今的中微子质量。我们还研究了中微子在产生质量的时候成为强自相互作用的可能性。我们发现，在一些情况下，目前的CMB，BAO和超新星的数据允许与大的中微子质量的模型。允许质量范围的增加使得在直接探测实验中测量非零中微子质量成为可能，例如KATRIN。有趣的是，我们还发现，有允许的模型中，中微子成为强烈的自相互作用的时代周围的重组。
2017-10-02 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Fundamental Physics with Future CMB Experiments
普朗克实验将很快提供一个非常精确的测量宇宙微波背景各向异性。这将使宇宙学家以前所未有的精度确定大多数宇宙学参数。未来的实验将以更好的角分辨率和更好的偏振灵敏度来改进和补充普朗克数据。宇宙微波背景辐射功率谱的这一未探测区域包含了许多感兴趣的参数信息，包括中微子质量、重组时相对论粒子的数量、原始氦丰度以及暗物质自湮灭注入的额外电离光子。我们回顾了CMB上的每个参数的印记，并通过对模拟数据的合成实现进行Monte Carlo分析来预测未来实验可实现的约束。我们发现，下一代卫星任务，如CMBPol可以提供有价值的限制，精度接近预期在当前和不久的将来的实验室实验。最后，我们讨论了宇宙学和基础物理学之间的这种交叉的影响。
2010-05-20 astro-ph.CO
Unveiling Neutrino Halos with CMB Lensing
该研究探讨在可预见的未来通过宇宙微波背景弱引力透镜探测暗物质晕周围的中微子晕的可能性，有望提供首个超越线性理论的宇宙中微子观测特征。
2024-04-16 astro-ph.CO hep-ph
Constraining the neutrino mass using a multi-tracer combination of two galaxy surveys and CMB lensing
测量中微子总质量是下一代宇宙学数据集最令人兴奋的机会之一。我们研究的可能性，检测中微子总质量使用大规模集群在21厘米强度映射和光度星系调查，与CMB信息。我们包括规模依赖的晕偏置的贡献，由于大量中微子的存在，并使用多示踪剂分析，以减少宇宙方差。SKAO-MID 21 cm强度图与Stage 4 CMB的多示踪剂组合，仅使用线性聚类信息（$k_{\rm max} = 0.1\, h/$ Mpc），而不需要光学深度的先验信息，就可以将中微子总质量的不确定性大大缩小到$σ(M_ν) \simeq 45\,$ meV。当我们向多示踪剂添加从LSST预期的聚类信息时，预测是$σ(M_ν) \simeq 12\,$ meV。
2021-11-26 astro-ph.CO
Constraining Viscous Dark Matter in light of CMB Spectral Distortion
本文计算了粘性暗物质与重子相互作用引起的CMB谱畸变，利用COBE/FIRAS和PIXIE观测约束了粘性暗物质的参数空间。
2024-04-20 astro-ph.CO
Constraining Cluster Virialization Mechanism and Cosmology using Thermal-SZ-selected clusters from Future CMB Surveys
我们预测了未来宇宙微波背景（CMB）实验可以通过热Sunyaev-Zeldovich（tSZ）信号检测到的星系团的数量，主要是CMB-S4实验的广域调查，但也有CMB-S4的较小的去透镜调查和拟议的CMB-HD实验。我们预测CMB-S4将检测到75，000个簇，其广泛调查$f_{\rm sky}$ = 50%，其深度调查$f_{\rm sky}$ = 3%，14，000个簇。其中，大约1350个星团将位于$z \ge 2$，这是一个难以通过光学或X射线探测的区域。我们假设CMB-HD将调查与S4-Wide{}相同的天空，并且发现CMB-HD将比CMB-S4更全面地检测$\times3$和多一个数量级的$z \ge 2$集群。这些结果包括银河系和河外前景以及大气和仪器噪声。利用CMB-团簇透镜校正团簇tSZ-质量标度关系，结合团簇计数和主CMB得到了标准模型（$ΛCDM+\sum m_ν+w_{0}$）的两参数扩展的宇宙学约束.除了约束$σ(w_{0})$ $\lesssim 1\%$，我们发现，这两个调查可以使$\sim 2.5-4.5σ$检测$\sum m_ν$，大大加强了CMB的唯一的约束。我们还研究了簇内介质的演化，通过模拟簇的维里化${\rm v}(z)$，并找到了CMB-S4的严格约束，CMB-HD的进一步的3-4个因素的改善。分箱聚类计数、Fisher矩阵和其他相关产品…
2021-12-28 astro-ph.CO
Constraining UV freeze-in of light relics with current and next-generation CMB observations
本研究针对早期宇宙轻遗迹紫外冻结产生场景，计算多类BSM基准模型在新参数空间的$ΔN_{\rm eff}$贡献，分析表明下一代CMB实验可补充或超越现有手段对轻遗迹与SM耦合的约束。
2024-05-15 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Mixed Dark-Matter Scenarios of WIMPs and Primordial Black Holes from CMB and 21-cm observations
我们考虑的暗物质（DM）的方案组成的混合物的WIMP和PBH和研究有多少比例的总DM可以PBH。在这种情况下，PBH可以吸积的WIMP，从而增强加热和电离的星系际介质由于WIMP湮灭。我们表明，CMB数据可以给严格的界限上允许的PBH分数是可比的，甚至比那些从伽马射线数据依赖于DM质量更紧。例如，MCMC似然分析使用普朗克CMB数据导致绑定PBH DM分数相对于总的暗物质$f_{\rm PBH} \lesssim {\cal O}( 10^{-10}\sim 10^{-8})$的WIMP质量$m_χ\sim {\cal O}(10\sim 10^3)$ GeV与传统的DM湮灭截面$\langle σv \rangle=3 \times 10^{-26}~\rm cm^3/s $。我们还研究了全球21厘米信号测量的可行性，以提供严格的限制PBH分数。
2021-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining graviton non-Gaussianity through the CMB bispectra
张量非高斯性是检验对称性和暴胀时期是否存在更高自旋场的关键因素。事实上，引力子的三点相关器的形状完全由de Sitter阶段的对称性所固定，并且在宇称守恒的情况下，仅从普通引力作用量加上称为（Weyl）$^3$作用量的高阶导数项中得到贡献。利用宇宙微波背景（CMB）双谱，讨论了（Weyl）$^3$项对三点张量贡献的当前和未来界.我们的结果表明，即将到来的实验，如LiteBIRD，CMB-S4和CORE，将检测到（Weyl）$^3$项的存在，如果$M_p^4 L^4 \sim 10^{17} r^{-4}$，其中$L$参数化的（Weyl）$^3$项的强度和$r$是张量标量比，对应于$L\gtrsim 3.2 \times 10^5 M_p^{-1}$，而目前的上限是$M_p^4 L^4 = (1.1 \pm 4.0) \times 10^{19} r^{-4}$（68%CL）。
2019-09-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Detecting the cosmological neutrino background in the CMB
在宇宙微波背景（CMB）中，除了光子外，还探测到三种相对论粒子。在宇宙学的标准模型中，它们被解释为三种中微子。然而，在CMB退耦时，中微子不仅是相对论性的，而且它们也是自由游动的。在这里，我们调查，是否CMB是敏感的中微子的这一定义功能，或者是否CMB数据允许用相对论流体取代中微子。我们表明，自由流动的粒子是首选的相对论性完美流体与$Δχ^2\simeq 21$。我们还研究了用粘性流体代替中微子的可能性，发现相对论性粘性流体无论是标准值$c_{\rm eff}^2=c_{\rm vis}^2=1/3$还是$c_{\rm eff}^2$和$c_{\rm vis}^2$的最佳拟合值都具有$Δχ^2=20$，因此也不能提供一个很好的拟合到目前的CMB数据。
2015-07-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Determination of neutrino mass hierarchy by 21 cm line and CMB B-mode polarization observations
我们专注于正在进行的和未来的观测为21厘米线和CMB的B-模式的偏振产生的CMB透镜，并研究其灵敏度的有效数量的中微子物种，总中微子质量，和中微子质量等级。我们发现，结合CMB的观测与未来的平方公里阵列优化为21厘米线，如Omniscope可以确定中微子质量等级在2西格玛。我们还表明，Planck + POLARBEAR和SKA的一个更可行的组合可以大大改善中微子总质量和中微子有效种类数的界的误差，在2 σ处为Delta Sigma mnu ~ 0.12 eV和Delta Nnu ~ 0.38。
2013-01-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining Sterile Neutrino Warm Dark Matter with Chandra Observations of the Andromeda Galaxy
我们利用仙女座星系12 '-28'（2.8-6.4 kpc）环形区域的Chandra未分辨X射线发射光谱来约束无菌中微子暖暗物质的辐射衰变。通过切除最重子占主导地位的，中央2.8千秒差距的星系，我们减少了我们的估计的暗物质质量的视野内的不确定性，并提高了信噪比的预期不育中微子衰变签名相对于热气体和未解决的恒星排放。在Dodelson-Widrow模型中，我们的发现对无菌中微子的质量提出了迄今为止最严格的限制，即m_s < 2.2 keV（95%C. L.）。我们的研究结果也限制了在非常小的活跃-无菌中微子混合角的替代无菌中微子生产方案。
2012-01-10 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Primordial Magnetic Fields by CMB Photon-Graviton Conversion
我们重新审视了在外部磁场存在的情况下使用光子-引力子转换机制来探测最后一个散射表面和当前表面之间可能存在的小尺度原始磁场的方法。具体而言，我们调查的转换效率的影响，由于物质的存在，包括等离子体集体效应和原子的极化率。一般来说，这些影响往往会降低转换概率。在这个更符合实际的情况下，根据COBE对宇宙微波背景黑体谱的测量精度，我们找到了复合时原初磁场强度的一个上限，即B <30 G。虽然目前基于光子-引力子转换机制的束缚不如直接利用CMB温度各向异性得到的束缚那么紧，但它仍然提供了对原始磁场和除了复合之外的历元的重要的独立约束。如果CMB黑体光谱测量在未来的实验如PIXIE中变得更精确，则该界限可以显著改善。
2013-09-02 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
Cosmology with Independently Varying Neutrino Temperature and Number
我们考虑了中微子温度和中微子数都允许偏离标准值时的大爆炸核合成和宇宙微波背景。从大爆炸核合成到现在，中微子温度被假定为与其标准模型值相差一个固定的因子。在这种情况下，从宇宙微波背景辐射的观测中得到的相对论自由度的有效数$N_{\rm eff}^{\rm CMB}$不等于中微子的真实数$N_ν$。我们确定了大爆炸核合成预测的元素丰度作为中微子数和温度的函数，将后者转换为$N_{\rm eff}^{\rm CMB}$的等效值。我们发现，一个值的$N_{\rm eff}^{\rm CMB} \approx 3$可以与$N_ν= 4$一致的降低中微子温度的$\sim 5\%$，而$N_ν= 5$被排除在任何值的$N_{\rm eff}^{\rm CMB}$。$N_{\rm eff}^{\rm CMB}$和$N_ν$的观测允许值不能解决锂问题。
2017-03-03 astro-ph.CO hep-ph
Constraining stochastic gravitational wave background from weak lensing of CMB B-modes
随机引力波背景（SGWB）通过弱透镜效应影响CMB各向异性。与由于仅使光子轨迹偏转的大尺度结构引起的弱透镜作用不同，SGWB具有沿着轨迹旋转偏振矢量的附加效果。我们研究了这两种效应的相对重要性，偏转和旋转，特别是在由SGWB引起的弱透镜效应引起的E模式到B模式功率转移的背景下。使用弱透镜畸变的CMB作为探针，我们得到的光谱能量密度（$Ω_{GW}$）的SGWB，来源于不同的红移，而不假设任何特定的模型为它的起源的约束。我们提出了这些界限$Ω_{GW}$不同的幂律模型表征的SGWB，表明阈值以上，可观察到的印记的SGWB必须存在于CMB。
2016-09-20 astro-ph.CO gr-qc
Constraining decaying dark energy density models with the CMB temperature-redshift relation
讨论了密度标度为$ρ_x \propto (1+z)^{m}$的变暗能量模型的热力学和动力学性质，z为红移。这些模型导致物质和辐射的产生/破坏，这影响了宇宙中物质和辐射成分的宇宙演化。特别是，我们已经研究了辐射的温度红移关系，这已被限制使用最近收集的宇宙微波背景（CMB）温度测量高达$z \sim 3$。我们发现，在不确定性，该模型是无法区分的宇宙学常数，不交换任何粒子与其他组件。未来的观测，特别是在大红移的CMB温度的测量，将允许给出更坚实的边界上的有效状态方程参数$w_{eff}$的这种类型的暗能量模型。
2012-02-10 astro-ph.CO
On the most constraining cosmological neutrino mass bounds
我们在这里提出了最新的中微子质量极限利用最近的宇宙学数据集。利用宇宙微波背景温度涨落和偏振测量、Ia超新星光度距离、重子声学振荡观测和生长率参数的测定，我们能够把迄今为止最严格的束缚能限$\sum m_ν<0.09$ eV设定在$95\%$ ~CL。这个非常严格的限制是在没有任何关于哈勃常数值的先验假设的情况下获得的，并且高度损害了作为自然界中潜在中微子质量模式的逆质量排序的可行性。这里获得的结果进一步加强了非常大的多示踪剂光谱调查作为宇宙学遗迹（如中微子）的独特实验室的情况：这将是暗能量光谱仪器（DESI）调查和欧几里得任务的情况。
2021-08-29 astro-ph.CO hep-ph
Constraining cosmic string parameters with curl mode of CMB lensing
本文利用宇宙微波背景辐射温度图中的弱引力透镜测量，给出了宇宙弦网络的约束。观测者与CMB光子最后散射面之间的宇宙弦网络产生矢量和/或张量度规扰动，这些引力场对CMB光子的偏转具有标量度规扰动所不产生的旋度模。在本文中，我们使用从普朗克得到的卷曲模式的功率谱来约束弦张力Gμ和重联概率P。在演示普朗克卷曲模式的参数约束时，我们还测量了来自阿塔卡玛宇宙望远镜（ACT）2008年季节数据的透镜功率谱，它具有更好的角分辨率，在更小的天空上具有更低的仪器噪声。假设P=1，张力上限为Gμ= 6.6 \times 10^{-5}，2σ（95% C.L.），利用普朗克的旋度模式，这是弱于小尺度温度功率谱。然而，对于较小的P值，从卷曲模式的约束变得更严格相比，从温度功率谱。对于P \lsim 10^{-2}，我们得到弦参数组合的约束为GμP^{-1} \leq 3.4 \times 10^{-5}，其值大于2σ（95% C. L.）.
2013-10-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraints on $N_{\rm{eff}}$ of high energy non-thermal neutrino injections upto $z\sim 10^8$ from CMB spectral distortions and abundance of light elements
高能中微子和反中微子（$\gtrsim$ 100 GeV）可以通过电弱韧致辐射产生的电弱簇射、与背景电子和核子的非弹性散射以及背景中微子和反中微子对产生标准模型粒子，将高能电磁粒子注入到高红移宇宙的重子-光子等离子体中。本文以暗物质衰变为例，研究了高能非热中微子注入的粒子级联，包括这些中微子与背景粒子的碰撞过程，并考虑了宇宙的膨胀.我们研究了这些非热中微子注入对宇宙微波背景辐射谱形和大爆炸核合成中轻元素丰度的影响。我们发现，CMB光谱扭曲和丰富的轻元素可以约束中微子能量密度的重组，参数化的贡献$N_{\rm{eff}}$，从高能量中微子注入。这些约束比CMB各向异性约束强几个数量级。我们还表明，CMB光谱扭曲可以探测中微子注入显着更高的红移（$z>2\times 10^6$）相比，纯电磁能量注入。
2020-07-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Photon-neutrino scattering and the B-mode spectrum of CMB photons
本文从度规的原始标量微扰下偏振CMB光子的密度矩阵随时间演化的量子Boltzmann方程出发，计算了CMB光子与CNB中微子（宇宙中微子背景）散射产生的偏振CMB光子的B模谱。我们表明，这种贡献的B-模式的频谱是可以忽略不计的小$\ell$，但显着大$50 < \ell< 200$通过绘制我们的结果与BICEP 2数据。我们的研究和结果意味着，为了从理论上更好地理解所观察到的偏振CMB光子的B模谱（$r$ -参数）的起源，应该有必要研究张量和标量微扰中的相关和主导过程。
2014-06-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining galaxy cluster velocity field with the tSZ-kSZ-kSZ bispectrum
Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应是由宇宙微波背景（CMB）光子与星系团内沿视线方向积分的电离扩散电子气体相互作用产生的。两个主要效应是星系团内部的热压力产生的热SZ（tSZ）和星系团相对于CMB静止坐标系的特殊运动产生的动力学SZ（kSZ）。kSZ效应的测量特别具有挑战性，因为它遵循与CMB相同的光谱行为，因此无法使用光谱考虑将其与CMB分离。在本文中，我们探讨了通过计算当前和未来的CMB实验的tSZ-CMB-CMB互相关双谱检测kSZ的可行性。我们的结论是，下一代的CMB实验将提供在高S/N的tSZ-kSZ-kSZ双谱检测的可能性。这一测量将约束对结构生长速率和暗能量性质极为敏感的星系团的团内动力学和速度场。此外，我们还证明了tSZ-kSZ-kSZ双谱可以用来打破质量可观测关系和宇宙学参数之间的简并，以设置严格的约束，高达4\%，对$Y-M$关系校准。
2017-01-31 astro-ph.CO
Future prospects on constraining neutrino cosmology with the Ali CMB Polarization Telescope
利用阿里宇宙微波背景偏振望远镜（AliCPT）的宇宙微波背景（CMB）温度、E模偏振和透镜谱的结构，预测了中微子物理参数的约束。为了实现预报计算，我们进行了数值模拟，结果表明，AliCPT将产生的结果$σ(N_{\mathrm{eff}})=0.42$和$σ(M_ν)=0.18$的第一年的观测。此外，我们调查的仪器参数，如噪声水平，半峰全宽（FWHM），天空覆盖范围可以影响这两个参数的约束。我们的预测结果发现，一个大口径望远镜与一个大的天空调查策略将显着改善目前的限制。
2021-12-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraining Lorentz Violation using 21cm and CMB Cross Correlations
Indian Institute of Technology, Mandi（印度技术学院曼迪分校）
通过21cm和CMB信号交叉相关，研究双折射角度约束，利用Fisher矩阵方法预测SKA等实验对α_CMB和α_21cm的约束。
2026-02-15 astro-ph.CO
Constraining Extended Reionization Models Through Arcminute-Scale CMB Measurements
在宇宙微波背景（CMB）中测量自由电子的光学厚度τ_r对再电离提供了重要的约束，但它退化为更复杂的再电离模型。小角度尺度CMB测量的动力学Sunyaev-Zeldovich（kSZ）和Ostriker-Vishniac（OV）的影响有可能打破这种简并。我们计算了OV信号的各种扩展再电离的历史所描述的一个简单的解析形式。这些模型的参数化dz，再电离事件的持续时间。对于tau_r值相同的再电离历史，在l = 3000（C_3000）处，dz = 0.1和dz = 3.0的模型之间的OV幅度相差约20%。我们证明，OV信号的z < 6分量的去除将显着增强区分再电离历史的能力，C_3000在dz = 0.1和dz = 3.0的模型之间变化约2倍。如果低红移的OV和相关的kSZ信号可以被适当地减去，这将提供一个重要的观测约束扩展再电离模型。
2009-02-10 astro-ph.CO
Constraining the Halo Mass of Damped Ly$α$ Absorption Systems (DLAs) at $z=2-3.5$ using the Quasar-CMB Lensing Cross-correlation
利用最新的DLA星表和Planck 2018 CMB透镜收敛场，研究了阻尼Ly $α$系统（DLA）与其背景类星体的互相关.我们的测量表明，DLA偏差$b_{\rm DLA}$小于$3.1$，对应于$\log(M/M_\odot h^{-1})\leq 12.3$，置信度为$90\%$。这些约束条件与Alonso等人（2018）以及之前通过DLA和Ly $α$森林之间的互相关进行的测量结果大致一致（例如Font-Ribera等人，2012; Perez-Rafols等人，2018）。此外，我们的结果表明，使用具有更高角分辨率的下一代宇宙微波背景实验，有可能获得对高红移源晕质量更精确的测量。我们分析的基于Python的代码和数据产品可以在https://github.com/LittleLin1999/CMB-lensingxDLA上找到。
2020-11-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on the topology of the Universe derived from the 7-year WMAP CMB data and prospects of constraining the topology using CMB polarisation maps
我们施加约束的宇宙拓扑结构确定从搜索匹配的圆圈在宇宙微波背景（CMB）的温度各向异性模式的7年WMAP数据。我们特别注意该方法对天空图的残留前景污染的敏感性。在更高分辨率的WMAP W波段图中搜索匹配的背靠背圆对，可以对拓扑结构施加更严格的约束。我们的研究结果排除了具有拓扑结构的宇宙，这些拓扑结构预测了半径大于约10度的成对圆。这使得一个平坦宇宙的基本域的大小下限约为27.9 Gpc。我们还研究了约束宇宙的拓扑结构的可能性，通过匹配的圆统计适用于极化CMB各向异性地图。与迄今为止简单分析温度数据相比，在拓扑研究中使用CMB偏振图的优势得到了清楚的证明。它被发现，普朗克和下一代CMB实验数据的噪声水平不再是令人望而却步，应该足够低，使这些研究的偏振图的使用。
2013-03-16 astro-ph.CO gr-qc
Constraining the ionized gas evolution with CMB-spectroscopic survey cross-correlation
利用动力学Sunyaev-Zeldovich（kSZ）效应与不同红移下重构的动量场之间的层析互相关，预测了电离气体模型$f_{\rm gas}(z)$在不同演化时期的未来约束.我们考虑的实验是普朗克和CMB阶段4调查的CMB和SDSS-III的星系光谱调查。我们计算了层析互相关功率谱，并利用Fisher矩阵预测了不同$f_{\rm gas}(z)$模型的探测能力。我们发现，对于常数$f_{\rm gas}$模型，Planck可以将$f_{\rm gas}$（$σ_{f_{\rm gas}}$）在每个红移仓的误差限制为$\sim 0.2$，而CMB-S4的四种情况可以达到$σ_{f_{\rm gas}} \sim 10^{-3}$ .对于$f_{\rm gas}(z)=f_{\rm gas,0}/(1+z)$模型，误差预算将略微扩大。我们还研究了模型$f_{\rm gas}(z)=f_{\rm gas,0}/(1+z)^α$。普朗克实验无法约束红移演化指数，但CMB-S4实验可以将红移演化指数$α$约束到$σ_α \sim 0.01$ -- $0.1$的水平。层析互相关方法将提供一个精确的测量电离气体演化在不同时期的宇宙。
2017-08-01 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
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
A Combined View of Sterile-Neutrino Constraints from CMB and Neutrino Oscillation Measurements
我们进行了比较分析，从普朗克实验和当前和未来的中微子振荡实验（MINOS，冰立方，SBN）的约束条件的不育中微子。首次在振荡实验所用的参数空间中，用质量平方差和混合角表示了来自宇宙微波背景的$N_{\rm eff}$和$m_{\rm eff}^{\rm sterile}$的普朗克约束.在一个单一的不育中微子物种的模型，并使用标准的假设，我们发现，普朗克数据和振荡实验测量μ子中微子消失有类似的灵敏度。
2016-11-25 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Determination of neutrino masses from future observations of CMB B-mode polarization and the growth of structure
基于未来对宇宙微波背景辐射（CMB）的观测，包括利用普朗克卫星的CMB透镜效应产生的B模偏振，以及BigBOSS实验的全天星系红移巡天中的重子声学振荡距离尺度和星系功率谱，估算了中微子质量的约束条件.我们估计的误差在总中微子质量的约束为$Δ\sum m_ν = 0.012$电子伏特与68%的置信水平。如果中微子总质量的基准值是$\sum m_ν= 0.06$ eV，这个结果意味着中微子质量等级必须是正常的。
2013-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining quantum collapse inflationary models with CMB data
提出了暴胀子波函数的自致坍缩假说，认为这是所有尺度上出现非均匀性和各向异性的原因。这一建议是在几乎德西特时空近似的背景下研究的，这导致了一个完美的标度不变的功率谱，也为准德西特背景，它允许区分偏离标准的方法，由于包括崩溃假设。在这项工作中，我们进行了一个贝叶斯模型比较两个不同的选择，在一个完整的准德西特膨胀的情况下的自诱导崩溃。特别是，我们分析的可能性，检测这些崩溃计划的印记在低多极的各向异性温度功率谱的宇宙微波背景（CMB）使用最新的数据提供的普朗克合作。我们的研究结果表明，所分析的两个坍缩方案之一提供了相同的贝叶斯证据的最小标准宇宙学模型$Λ$ CDM，而另一种情况是弱不利的标准宇宙学。
2016-12-05 astro-ph.CO
CMB Neutrino Mass Bounds and Reionization
目前的宇宙微波背景（CMB）的中微子质量的总和上的边界假设一个突然的再电离的情况下描述的一个单一的参数，决定了再电离的开始。我们调查的中微子质量的界限在一个更一般的再电离方案的基础上的主成分方法。我们发现在广义再电离情况下，CMB数据对中微子质量总和的约束可以放宽$\sim$ 40%。此外，r.m.s.质量波动$σ_8$也相当低，提供了与Sunyaev-Zel'dovich信号的低幅度的更好的一致性。
2010-10-27 astro-ph.CO
