Correlating CMB Spectral Distortions with Temperature: what do we learn on Inflation?
探测短波长和长波长宇宙学波动之间的相关性，对于加深当前在微观物理水平上对暴胀的理解具有决定性意义。宇宙微波背景辐射的光谱畸变可能是由宇宙学扰动在暴胀后重新进入哈勃时的耗散引起的。因此，将光谱失真与温度各向异性相关联将提供机会，大大扩大可以测试压缩极限的尺度范围，打开一个新的通货膨胀窗口，补充目前用CMB和LSS探测的窗口。在本文中，我们讨论了各种暴胀机制，可以有效地约束与扭曲温度的相关性。对于其中的一些实现（代表大类模型），我们得到的压缩极限双谱的定量预测，发现它们的振幅高于实验的灵敏度限制，如建议的PIXIE。
2016-06-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Probing the scale dependence of non-Gaussianity with spectral distortions of the cosmic microwave background
许多暴胀模型预测原始密度扰动具有非零的三点关联函数，或者傅立叶空间中的双谱。在这种双谱的几种可能性中，最常见的是局部模型双谱，它可以被描述为长波长密度波动对小尺度（大波数）功率谱的空间调制。虽然局部模型预测这种空间调制与尺度无关，但许多变体具有一定的尺度依赖性。在这里，我们注意到，这种规模的依赖性，可以探测与测量的频谱失真的宇宙微波背景（CMB），特别是突出康普顿- $y$失真。波数为$50\,{\rm Mpc}^{-1} \lesssim k \lesssim 10^4\,{\rm Mpc}^{-1}$的原始扰动的耗散会引起化学势（$μ$）畸变，而波数为$1\,{\rm Mpc}^{-1} \lesssim k \lesssim 50\,{\rm Mpc}^{-1}$的原始扰动的耗散会引起康普顿- $y$畸变。利用局部模型非高斯性，可以通过与CMB温度$T$的互相关将这种耗散引起的失真与其他源引起的失真区分开来。我们表明，相对强度的$μT$和$yT$的相关性，从而探测非高斯的尺度依赖性，并估计可能的信号相对于未来实验的灵敏度的大小。我们讨论的互补性，这些测量与其他探头的挤压限制非高斯。
2015-04-02 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational wave propagation beyond general relativity: waveform distortions and echoes
研究了超越广义相对论的引力波在均匀和各向同性背景中的宇宙学传播。我们考虑的情况下，GWs与一个额外的张量场相互作用，并使用参数化的唯象方法，一般描述其耦合的运动方程。我们分析了四种不同的衍生物和非衍生物的相互作用：质量，摩擦，速度和手性。我们应用WKB形式主义来解释宇宙演化，并得到这些方程的解析解。我们证实了这些结果，通过数值分析的玩具GW信号的传播。然后，我们继续使用的分析结果来研究修改后的传播合并紧凑的二进制文件的现实GW，假设GW发出的信号是相同的GR。我们一般发现，张量相互作用导致原来发出的GW信号的副本，每一个有自己的可能修改色散关系。这些副本可以相干地行进并且彼此干扰，从而导致加扰的GW信号，或者去相干地传播并且导致在不同时间到达观察者处的回波，这些回波可能被错误地识别为独立的GW事件。取决于张量相互作用的类型，检测到的GW信号可以表现出相对于GR中的GW波形的幅度和相位失真，以及双折射效应。我们讨论了这些张量相互作用与个别GW事件的观测探测，以及地面和空间探测器的人口研究。
2021-11-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic microwave background spectral distortions from Rayleigh scattering at second order
在严格的二阶宇宙学扰动理论中，首次计算了瑞利散射引起的宇宙微波背景（CMB）谱畸变。在$10^{-2}<k{\rm Mpc}/h<1$处，新的频谱失真对声耗散敏感，这略微扩展了受CMB各向异性约束的尺度。光谱形状不同于温度扰动或来自康普顿散射的任何其他传统光谱失真，诸如$y$和$μ$。新的光谱畸变并不是在宇宙晚期形成的，这与原始$y$畸变退化的热Sunyaev-Zel'dovich效应不同，因为对于瑞利散射来说，光子必须是热的。因此，理想的测量可以将信号与其他效应区分开来，并在重组过程中提取新的信息。假设宇宙学参数与最近的CMB各向异性测量一致，我们发现新的光谱失真是$6.5\times 10^{-3}$ Jy/str，这是一个数量级小于目前提出的目标灵敏度范围的航程2050。
2022-04-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evolution of CMB spectral distortion anisotropies and tests of primordial non-Gaussianity
宇宙微波背景（CMB）频谱畸变的各向异性可以通过早期宇宙中空间变化的加热过程产生。例如，小尺度声学模式的耗散确实会产生失真各向异性，特别是对于非高斯原始扰动。在这项工作中，我们推导出近似，允许描述相关的失真场。我们提供了一个系统的制定使用傅立叶空间窗口函数的问题，澄清和推广以前的近似。我们的表达式突出了这样一个事实，即由非高斯性引起的频谱失真波动的幅度也取决于这些失真的齐次值。因此，需要绝对测量来获得对原始非高斯性的模型无关的失真约束。我们还包括一个简单的描述通过光子扩散的扭曲的演变，表明这些修正通常可以忽略不计。我们的配方提供了一个系统的框架计算高阶关联函数的失真与CMB温度各向异性，并可以扩展到描述相关的偏振各向异性。
2016-12-30 astro-ph.CO
CMB Spectral $μ$-Distortion of Multiple Inflation Scenario
在多重暴胀的情况下，有两个通货膨胀与中间物质占主导地位的阶段，功率谱估计将被增强的规模小于地平线的大小在开始的第二次通货膨胀，$k > k_{\rm b}$。我们要求$k_{\rm b} > 10 {\rm Mpc}^{-1}$确保增强的功率谱与宇宙微波背景辐射（CMB）的大尺度观测相一致。我们考虑由声波耗散产生的CMB谱失真来约束功率谱。$μ$失真值可以是对于$ k_{\rm b} \lesssim 10^3 {\rm Mpc}^{-1}$的标准$Λ$ CDM模型（$μ_{Λ\mathrm{CDM}} \simeq 2 \times 10^{-8}$）的期望值的$10$倍，而$y$失真几乎不受功率谱的增强的影响。
2018-05-07 astro-ph.CO
E and B modes of the CMB y-type distortions: polarised kinetic Sunyaev-Zeldovich effect from the reionisation and post-reionisation eras
我们研究了再电离和再电离后时期，源自自由电子横向特有速度（微扰论中的二阶）的宇宙微波背景（CMB）的E和B模式极化。有趣的是，这种极化动力学Sunyaev-Zeldovich（SZ）效应的光谱可以分解为黑体部分和y型失真。y失真部分可与主E和B模式以及透镜B模式区分开。此外，它还可以与其他y型信号区分开，例如热SZ效应，这些信号是非偏振的。我们表明，这个信号是敏感的再电离的历史，特别是如何快速再电离发生。Y型畸变的E和B模式提供了一种击败宇宙主CMB各向异性方差的方法，并且是宇宙学参数的独立探测器。pkSZ效应的黑体分量将是张量标量比$r \lesssim 3\times10^{-5}$的原始张量模式的重要前景。
2022-10-25 astro-ph.CO
Spectral distortion anisotropies from single-field inflation
$μ$型宇宙微波背景能谱的畸变对原初功率谱是敏感的，它是通过在$k\simeq 50$ - $10^4\,\mathrm{Mpc}^{-1}$尺度上耗散曲率扰动实现的。它们与大尺度温度各向异性的角相关性则对原始双谱的压缩极限敏感。对于服从单场一致性关系的暴胀模型，我们证明了观测到的对应于局部形状的$μT$角相关完全消失。所有主要的非原始贡献，包括所有的非线性产生和投影效应，都是“等边形状”，即被$k^2/{\cal H}_f^2$抑制，其中${\cal H}_f\simeq 10^{-1}\,{\rm Mpc}^{-1}$是$μ$时代结束时的哈勃半径。因此，这些非原始贡献与潜在的局部原始信号（例如，来自多场膨胀）正交。此外，它们的振幅非常小。我们的研究结果加强了$μ$扭曲作为本地原始非高斯性的最终探针的地位。
2018-08-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Possibility of realizing weak gravity in redshift space distortion measurements
我们研究了实现比广义相对论更低的物质密度扰动增长率的可能性。利用Horndeski改进引力理论的有效场论方法，导出了哈勃半径深处扰动的有效引力耦合$G_{\rm eff}$和引力滑移参数$η$.在Horndeski理论中，我们导出了一个与张量扰动相关的弱引力的必要条件，但这不是一个充分条件，因为标量物质相互作用的存在总是增强$G_{\rm eff}$。在Horndeski域之外，有可能实现小于牛顿引力常量$G$的$G_{\rm eff}$，而标量和张量扰动满足无鬼和稳定性条件。我们提出了一个具有不同$c_{\rm t}$的具体暗能量场景，并数值研究了扰动的演化，以使模型与红移空间扭曲和弱透镜的观测结果相对抗。
2015-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB Spectral Distortion Constraints on Thermal Inflation
在典型的能量尺度$V^{1/4} \sim 10^{6 \sim 8} \mathrm{GeV}$上，热膨胀是指数膨胀的第二阶段。如果通常的原始暴胀之后是热暴胀，原始功率谱在大尺度上只有适度的红移，但在小于热暴胀开始时的视界尺寸$k > k_{\rm b} = a_{\rm b} H_{\rm b}$的尺度上受到强烈的抑制。我们计算了在这种情况下，由声波耗散产生的宇宙微波背景的光谱失真。对于$k_{\rm b} \ll 10^3 \mathrm{Mpc}^{-1}$，热膨胀导致$μ$失真幅度的大抑制，预测其远低于$μ\simeq 2\times 10^{-8}$的标准值。因此，未来的光谱失真实验，类似于PIXIE，可以对热膨胀场景设置新的限制，如果发现$μ\simeq 2\times 10^{-8}$，则限制$k_{\rm b} \gtrsim 10^3 \mathrm{Mpc}^{-1}$。
2017-08-07 astro-ph.CO
CMB spectral distortions from enhanced primordial perturbations: the role of spectator axions
本研究针对轴子与规范场耦合产生CMB谱畸变的机制，发现标量模式诱导的谱畸变占主导，COBE/FIRAS已限制模型参数，且SU(2)方案下延迟快滚更具挑战，提出了通过耦合调控轴子速度的方法。
2024-09-12 astro-ph.CO
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
Spectral Distortion Anisotropy from Inflation for Primordial Black Holes
单场暴胀模型，寻求大大提高小规模的权力，以形成原始的黑洞预测压缩双谱，这是增强了这种小规模的权力和一个潜在的可检测的增强CMB光谱失真。尽管有这种组合，CMB尺度上的谱失真各向异性仍然很小，因为压缩双谱表示尺度的不可观察的调制，而不是耗散并形成$μ$谱失真的短波长声功率的局部振幅。领先的顺序振幅效应来自本地调制的声学耗散在开始的$μ$时代在热化结束时，由一个长波长模式，与CMB各向异性本身。由热化时的同动视界与最小可探测的原始CMB尺度之比的平方引起的抑制的补偿因子（$\sim 0.0005$）和$μ$的最大允许增强（$\sim 5000$）在$μT$交叉频谱中留下的信号由于灵敏度和分辨率仍然远远超出PIXIE或LiteBIRD的能力，同时保持比单场慢滚膨胀大得多，潜在的可观察性。
2021-12-09 astro-ph.CO
Distinguishing different scenarios of early energy release with spectral distortions of the cosmic microwave background
宇宙微波背景（CMB）频谱与纯黑体的偏离讲述了一个关于我们宇宙热历史的令人兴奋的故事。在本文中，我们将说明如何以及未来的CMB测量可能会破译这个故事，设想一个PIXIE样的光谱仪，这可以改善与COBE/FIRAS约20年前获得的失真约束至少三个数量级。这打开了一个巨大的发现空间，为粒子和早期宇宙物理学提供了深刻的见解，这些机会不应该再被忽视。具体来说，我们考虑的情况下，湮灭和衰变的遗迹粒子，以及原始的小尺度功率耗散的签名。PIXIE可以潜在地排除不同的早期宇宙场景，而且在许多考虑的情况下将允许明确的检测，正如我们在这里展示的那样。我们还讨论了稍微更未来的实验，提高了几倍的灵敏度，以突出这个新窗口的巨大潜力的预复合宇宙。
2013-10-01 astro-ph.CO
The evolution of CMB spectral distortions in the early Universe
宇宙微波背景（CMB）的能谱允许在早期宇宙中限制能量释放的片段。在本文中，我们重新审视和改进宇宙热化问题的计算。为此，开发了一种新的代码，称为CosmoTherm，它允许在膨胀的各向同性宇宙中求解耦合光子-电子玻尔兹曼方程，以获得CMB中的小光谱失真。我们明确计算的形状的能量释放所造成的频谱失真由于（i）湮灭暗物质;（ii）衰变残留粒子;（iii）声波的耗散;和（iv）准瞬时加热。我们还证明了（v）CMB光子与绝热冷却的非相对论电子和重子的连续相互作用在GHz谱带内引起负μ型CMB谱畸变DI_nu/I_nu~10 ^{-8}。我们解决了热化问题，包括改进的双康普顿和韧致辐射发射率的近似，以及宇宙学重组过程的最新治疗。当红移z <~10^3时，物质开始冷却，大大低于CMB的温度，因此在非常低的频率下，自由-自由吸收会显著改变原初扭曲的形状。此外，冷却电子向下散射CMB光子，在高频下引入小的后期负y型失真。我们还讨论了我们的结果，在最近提出的CMB实验Pixie，CosmoTherm应该允许详细的预测。我们目前的计算表明，能量注入，因为（ii）和（iv）Pixie应该允许改善现有的限制，而由其他过程引起的CMB失真似乎仍然无法观察到目前提出的灵敏度和光谱波段的Pixie。
2011-09-29 astro-ph.CO hep-th physics.plasm-ph
Testing kinetically coupled inflation models with CMB distortions
与爱因斯坦张量动力学耦合的暴胀场景已经被广泛研究。它们可以与当前的观测数据相一致。未来的实验对CMB失真的测量将潜在地扩展有关标量频谱的信息到小尺度$1 \Mpc^{-1} \lesssim k \lesssim 2 \times 10^4 \Mpc^{-1}$。以PIXIE实验的灵敏度为判据，对动力学耦合暴胀光谱畸变的观测前景进行了模型导向的分析。在参考文献\cite{Martin2013a}中列出的49个单场暴胀模型中，有5个模型可能产生可检测的扭曲水平。这些模型是：谷中混合暴胀（VHI）、非正则凯勒暴胀（NCKI）、广义MSSM暴胀（GMSSMI）、广义重整化点暴胀（GRPI）和运行质量暴胀（RMI）。这些模型中的每一个都可以满足普朗克对光谱倾斜的约束，并导致在其参数空间的调谐区域中与CMB失真相关的尺度上的功率增加。动力学耦合的存在抑制了VHI，GMSSMI和GRIPI的模型参数与质量维度的值，使得这三个模型可以与它们的理论考虑相一致。然而，所有这些模型的调谐区域未能满足张量模式的约束。
2020-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing Inflation and Curvaton Scenarios with CMB Distortions
在复合之前，Silk阻尼导致声波的能量耗散到宇宙微波背景（CMB）中，导致光谱失真。这些可以用来探测原始标量功率谱在更小的尺度上比它是可能的与CMB各向异性。然而，需要增强这些尺度上的功率，以便通过未来的实验（如PIXIE）检测到所产生的扭曲。本文考察了Martin等人在Encyclopaedia Inflationaris [1]中列出的所有49个单场暴胀模型，发现其中只有一个模型在其参数空间的调谐区域中可能导致可检测到的扭曲，即原始混合模型。三个有效的多场的情况下，也进行了研究：轻轻地，突然转向的轨迹，并与温和的瀑布轨迹。轻微转弯的轨迹不会引起任何可检测水平的失真，而场空间中的突然转弯或温和的瀑布轨迹预测标量功率谱中的峰值（在突然转弯的情况下加上阻尼振荡），这可能导致可观察到的CMB失真量。最后，另一种情况下，导致潜在的可检测的扭曲涉及一个弯曲的蓝色光谱是次主导的CMB角尺度和超越的暴胀子光谱在较小的尺度。然而，在这种情况下，我们表明，从超紧凑minihaloes的界限是不满足的。期望最终的PRISM类实验的特点是灵敏度提高了十倍，讨论了一些模型。
2014-09-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial tensor bispectra in $μ$-CMB cross-correlations
宇宙微波背景温度和偏振各向异性与$μ$ -谱畸变之间的互相关被认为是测量（压缩）原始标量双谱的尺度范围内的主要CMB双谱。在这项工作中，我们解决是否有可能约束张量非高斯与这些互相关。我们发现，只有原始张量双谱与统计各向异性离开不同的签名，而各向同性张量双谱离开消失或高度抑制签名。我们讨论了压缩双谱的角度依赖性的长短动量决定的非零互相关。我们还讨论了这些非零配置的方式，其中原始的双谱变换下奇偶校验的影响。通过采用所谓的BipoSH形式主义来捕获统计各向异性的观测效果，我们进行Fisher预测，以评估从$μT$，$μE$和$μB$互相关的检测前景。在压缩的$\langle γγγ\rangle$和$\langle γγζ\rangle$双谱中观察统计各向异性将是具有挑战性的，因为张量扰动对$μ$ -畸变的影响小于标量扰动，因此需要对$μ$ -历元中张量扰动的影响进行大的独立放大。在没有这种机制的情况下，压缩$\langle ζζγ\rangle$双谱中的统计各向异性是$μT$、$μE$和$μB$互相关的最相关来源。特别是，我们指出，在各向异性暴胀模型中，$\langle ζζζ\rangle$在$μT$和$μE$中留下了潜在的可观察签名，从$μB$检测$\langle ζζγ\rangle$的前景增强。
2022-02-03 astro-ph.CO
Teasing bits of information out of the CMB energy spectrum
来自黑体的宇宙微波背景（CMB）频谱图--通常被称为频谱失真--编码了早期宇宙（红移z <几x 10 ^6）的热历史信息。虽然信号通常被表征为mu和y型失真，但在中间红移10^4 < z < 3 x 10^5处也可以产生较小的残余（非y/非mu）失真。在这里，我们构造了一组新的观测量，mu_k，它描述了这个残余失真的主要成分。主成分与温度偏移、y型和mu型失真正交，并根据其可检测性进行排名，从而压缩CMB光谱提供的所有有价值的信息。该方法提供了一种有效的方法来分析给定的实验设置的光谱失真，并可以应用到广泛的能量释放的情况。作为一个例子，我们讨论了小尺度声波和衰变/湮灭粒子的PIXIE型实验的耗散所造成的频谱失真签名的分析。我们提供预测的模型参数和检测限在每种情况下的预期测量不确定性。我们还表明，PIXIE型实验原则上可以区分耗散能量释放粒子衰变的一个几乎标度不变的原始功率谱与小运行。因此，未来的CMB光谱学提供了一个独特的探测原始宇宙中的物理过程。
2013-12-20 astro-ph.CO
Reheating the Universe Once More: The Dissipation of Acoustic Waves as a Novel Probe of Primordial Inhomogeneities on Even Smaller Scales
我们提供了一个简单的，但强大的范围内的原始曲率扰动$10^4 {\rm Mpc}^{-1} < k < 10^5 {\rm Mpc}^{-1}$，这还没有受到限制，到目前为止，不像低波数模式。这些尺度上的微扰在原初核合成之后但在红移$z \sim 2 \times 10^6$之前通过Silk阻尼耗散了它们的声振荡能量，并重新加热了光子浴，而没有引起CMB扭曲。这种{ \it声学再加热}导致重子光子比的降低。通过结合独立的测量探测核合成时代和周围的重组时代，我们发现在上述波数范围内的曲率扰动的振幅的上限为${\cal P}_ζ< 0.06$。超大质量黑洞的影响也进行了讨论。
2014-08-08 astro-ph.CO gr-qc
Shedding light on the small-scale crisis with CMB spectral distortions
小规模的危机，观测和N体模拟之间的差异，可能意味着抑制物质波动的亚星系距离尺度。这种抑制可能是由一些早期宇宙机制引起的（例如，在暴胀期间破坏尺度不变性），导致在辐射支配时代开始时原始功率谱的修改。或者，这可能是由于非平凡的暗物质特性（例如，新的暗物质相互作用或温暖的暗物质），其在扰动重新进入视界之后的辐射支配期间的后期影响物质功率谱。我们表明，早期和晚期的抑制机制可以区分由测量的$μ$失真的频谱的宇宙微波背景。这是因为，如果功率抑制是原始的，则相对于标准的几乎尺度不变的波动的耗散所期望的值，$μ$失真被抑制。我们强调，即使暗物质效应发生在产生$μ$畸变的时代（红移$5\times 10^4 \lesssim z \lesssim 2\times 10^6$）之前或期间，$μ$畸变的标准预测在晚时间情景中仍然保持不变。
2017-06-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology for quadratic gravity in generalized Weyl geometry
一类向量张量理论在具有线性向量畸变的时空中的二次引力框架中自然产生。要求矢量场不存在鬼点，对允许的矢量畸变连接施加了一个有趣的条件：由此产生的单参数连接族推广了通常的具有极挠的外尔几何。宇宙学这一类的理论进行了研究，侧重于各向同性的解决方案，其中的矢量场占主导地位的时间分量。德西特吸引子的发现和非均匀扰动等背景进行了分析。特别是，通过排除标量、矢量和张量波动中的病理，对模型施加进一步的约束。各种精确的背景解决方案，描述了一个恒定的和不断发展的暗能量，反弹和自调谐德西特阶段。然而，经过更仔细的审查，后两种情况并不可行。
2016-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
CMB spectral distortions in generic two-field models
我们研究了两个不相关源对原始扰动有贡献的模型中的CMB $μ$失真。我们通过振幅、倾斜、运行和运行的运行来参数化每个源。我们进行了详细的分析的分布信号作为模型参数的函数，突出的差异相比，单源模型。作为一个具体的例子，我们还研究了混合暴胀曲率的情况。我们发现，$μ$失真可以有效地打破退化的曲率参数，特别是当结合未来的灵敏度探测张量标量比$r$。例如，假设边界为$μ< 0.5 \times 10^{-8}$和$r<0.01$，曲率贡献应该为零，或者曲率应该主导原始扰动，并且其慢滚参数$η_χ$被约束为区间$-0.007 < η_χ< 0.045$。
2017-11-08 astro-ph.CO hep-ph
CMB Spectral Distortion Anisotropies from Acoustic Damping with primordial non-Gaussianity
Jodrell Bank Centre for Astrophysics, School of Physics and Astronomy, The University of Manchester（曼彻斯特大学物理与天文学学院乔德雷尔银行天体物理学中心）；Department of Physics and Chongqing Key Laboratory for Strongly Coupled Physics, Chongqing University（重庆大学物理系及强耦合物理重庆市重点实验室）；Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei" Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学伽利略·伽利莱物理与天文学系）
本文利用CosmoTherm的频率层级方法，研究含原初非高斯性的声学阻尼产生的CMB谱畸变各向异性，对比前人结果、分析小尺度曲率扰动影响，为原初非高斯性约束提供新途径。
2026-08-11 astro-ph.CO
Using CMB spectral distortions to distinguish between dark matter solutions to the small-scale crisis
早期宇宙中小尺度扰动的耗散使宇宙微波背景光子的黑体光谱发生畸变。在这项工作中，我们建议使用这些扭曲作为探测尺度$1\,\textrm{Mpc}^{-1}\lesssim k \lesssim 10^{4}\,\textrm{Mpc}^{-1}$上的暗物质的微观物理。我们认为，在特定的模型中，暗物质是动力学耦合到中微子或光子，直到不久前重组，并计算光子加热率和由此产生的$μ$ -失真在这两种情况下。我们发现，$μ$参数一般增强相对于$Λ$ CDM与中微子的相互作用，并可能是增强或抑制的情况下，与光子的相互作用。如果$σ_{\textrm{DM}-γ} \gtrsim 1.1\times10^{-30} \left(m_{\textrm{DM}}/\textrm{GeV}\right) \textrm{cm}^{2}$和$σ_{\textrm{DM}-ν} \gtrsim 4.8\times 10^{-32} \left(m_{\textrm{DM}}/\textrm{GeV}\right) \textrm{cm}^{2}$的时间无关的横截面，和$σ^{0}_{\textrm{DM}-γ} \gtrsim 1.8 \times 10^{-40} \left(m_{\textrm{DM}}/\textrm{GeV}\right) \textrm{cm}^{2}$和$σ^{0}_{\tex…
2017-09-12 astro-ph.CO hep-ph
Perturbation Spectra of Warm Inflation in $f(Q, T)$ Gravity
本研究在$f(Q,T)$引力线性框架下结合暖暴胀场景，推导相关扰动公式，通过两种耗散系数的研究验证了幂律势的可行性，结果符合多项宇宙学观测数据。
2024-08-13 astro-ph.CO gr-qc
CMB spectroscopy at third-order in cosmological perturbations
在宇宙学扰动中，早期由声波耗散向宇宙微波背景辐射（CMB）注入的能量不仅会使黑体谱产生二阶偏离，而且还会产生三阶偏离。我们计算了这种新的光谱畸变$\mathcal κ$的基础上的三阶宇宙学扰动理论，并表明，$κ$出现的光谱畸变和温度扰动之间的模式耦合的结果。$κ$的系综平均值可以直接来源于（积分的）原始非高斯性。特别地，我们粗略地估计信号为$κ=f^{\rm loc.}_{\rm NL}\times \mathcal O(10^{-18})$，用于局部类型尺度无关非高斯性。信号非常微弱然而，我们认为，它携带一个特定的频率依赖性不同于其他类型的CMB频谱失真。此外，应该注意的是，$κ$对原始双谱的极度压缩形状敏感，该原始双谱不能被CMB各向异性约束。最后，我们评论我们的结果的其他可能的应用。
2019-08-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
