Non-Gaussianity in WMAP Data Due to the Correlation of CMB Lensing Potential with Secondary Anisotropies
测量了宇宙微波背景（CMB）各向异性的偏度功率谱，并对CMB透镜势与积分Sachs-Wolfe效应和Sunyaev-Zel'dovich效应的相关性产生的次级双谱进行了优化。我们的测量的协方差产生的蒙特卡罗模拟的高斯CMB字段与噪声特性与威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）的5年数据一致。在解释多频测量时，我们还考虑到未解决的无线电点源造成的混乱。我们分析了Q，V和W波段WMAP 5年的原始和前景清洁的地图使用KQ 75掩码到l_max=600。我们没有发现来自所有三个波段中的透镜-次级相关的非零非高斯信号的显著证据，并且我们将CMB透镜势与SZ和ISW波动之和之间的互功率谱的总体幅度限制为0.42 \pm 0.86和1.19 \pm 0.86，这是由WMAP团队提供的组合V和W波段原始和前景清洁地图，分别用这种偏度功率谱测量的双谱水平的点源振幅高于以前的点源非高斯性测量。我们还考虑了一个分析，我们也占原始的非高斯性，除了透镜二次双谱和点源。本文的重点是二次各向异性。因此，估计器没有针对原始非高斯性进行优化，并且当在点源和透镜ISW/SZ对流上边缘化到总双谱时，我们从前景清理的V+W图中发现的局部非高斯性的限制是f_NL = -13 \pm 62。
2009-09-09 astro-ph.CO
SPT-3G D1: Maps of the millimeter-wave sky from 2019 and 2020 observations of the SPT-3G Main field
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）；Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Institut d’Astrophysique de Paris（巴黎天体物理研究所）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；AIM（物质与宇宙研究实验室）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
本文基于SPT-3G第三代相机的数据，生成并验证了毫米波天空地图，用于研究宇宙微波背景辐射的各向异性，展示了高精度的温度和极化各向异性测量结果。
2026-03-20 astro-ph.CO
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
A CMB Gibbs sampler for localized secondary anisotropies
除了主要的波动，CMB温度图还包含了大量的次级各向异性形式的额外信息。次级效应，可以确定与个别对象，如热和动力学的Sunyaev-Zel'dovich（SZ）的影响，由于星系团，是很难明确地从前景的污染和主CMB然而。我们开发了一个贝叶斯形式主义，严格表征的各向异性是本地化的天空中，以TSZ和KSZ效应为例。使用吉布斯抽样方案，我们能够有效地从联合后验分布的天空与成千上万的相关物理参数的多分量模型进行采样。然后，后验可以被精确地边缘化，以估计次级各向异性的性质，充分考虑到与CMB图中的其他信号的简并。我们表明，这种方法是计算上易于处理的，使用一个简单的实现现有的指挥官组件分离代码的基础上，还讨论了其他类型的二次各向异性可以容纳在我们的框架内。
2015-10-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraints on the normal branch of DGP gravity from SPT galaxy clusters with DES and HST weak-lensing mass calibration and from Planck PR4 CMB anisotropies
University Observatory, LMU Faculty of Physics（慕尼黑大学物理学院天文台）；Excellence Cluster Origins（起源卓越集群）；Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理学研究所）；Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo（奥斯陆大学理论天体物理研究所）；Institute for Computational Cosmology, Department of Physics, Durham University（杜伦大学物理学院计算宇宙学研究所）；Universität Innsbruck, Institut für Astro- und Teilchenphysik（因斯布鲁克大学天体与粒子物理研究所）
利用SPT星系团丰度与Planck PR4 CMB数据联合分析，对nDGP膜世界引力模型给出竞争性约束，在含中微子宇宙学下得到1/√(H0rc)<1.41（95%置信上限）。
2026-06-15 astro-ph.CO
Secondary CMB anisotropies from magnetized halos --I: Power spectra of the Faraday rotation angle and conversion rate
星系晕内的磁化等离子体在宇宙微波背景的极化各向异性上留下了足迹。天体物理晕的两个主要效应是法拉第旋转产生线偏振平面的旋转，以及法拉第转换引起从线偏振到圆偏振的泄漏。通过计算法拉第旋转角和大尺度结构的法拉第转换率的角功率谱，我们重新审视了这些二次各向异性的来源。为此，我们使用晕模型，并特别注意磁场投影的影响。假设磁场的晕是不相关的，我们发现一个消失的2晕项，和角功率谱峰值在多极$\ell\sim10^4$。法拉第旋转角主要由热电子的贡献决定。对于法拉第转换率，我们发现，热电子和相对论，非热电子的贡献同样在最乐观的情况下的相对论电子的密度和洛伦兹因子，而在更悲观的情况下，热电子给占主导地位的贡献。假设磁场与晕质量无关，两种效应的角功率谱大致与物质扰动的幅度成比例，为$\simσ_8^3$，并且与冷暗物质的密度有非常轻微的依赖关系。引入磁场强度与晕质量的依赖关系导致物质波动幅度的缩放增加，对于法拉第旋转高达$\simσ_8^{9.5}$，对于磁场强度与晕质量线性缩放的法拉第转换高达$\simσ_8^{15}$。
2018-10-22 astro-ph.CO
Biases to primordial non-Gaussianity measurements from CMB secondary anisotropies
本文利用模拟研究CMB次级各向异性对原初非高斯性测量的偏差，发现CIB和tSZ等效应产生显著偏差，前景清理可抑制但依赖抵消，需显式去除以保证稳健性。
2022-08-25 astro-ph.CO
Amplitudes of thermal and kinetic Sunyaev-Zel'dovich signals from small-scale CMB anisotropies
弧分尺度的宇宙微波背景（CMB）各向异性是由于次级效应，点源占主导地位的总各向异性功率谱。在高频率下，点源主要是以尘埃的形式，恒星形成的星系。Herschel和Planck最近测量了由尘埃、恒星形成星系产生的宇宙红外背景（CIB）的各向异性功率谱，从度到亚弧分角标度，包括这些星系在3000到6000多极的非线性成团，与CMB次级各向异性研究有关。我们将CIB角功率谱缩放到CMB频率，并解释WMAP-7年和角分规模的阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）和南极望远镜（SPT）的组合功率谱测量，以限制Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应。允许的CIB集群振幅变化，我们限制在150 GHz的热和动力学SZ功率谱的振幅。
2012-02-29 astro-ph.CO
Probing CMB Secondary Anisotropies through Minkowski Functionals
对宇宙微波背景（CMB）各向异性的次级贡献，如积分萨克斯-沃尔夫（ISW）效应、热Sunyaev-Zel'dovich效应（tSZ）和引力透镜效应，具有独特的非高斯特征，因此完整的描述需要超出其功率谱的信息。在本文中，我们使用最近推出的斜谱与闵可夫斯基泛函（MF）探测CMB映射的拓扑结构，探测作为光束平滑的函数，以分离各种贡献的二次非高斯性。我们设计的估计，这些光谱中存在一个现实的观测面具和目前的表达式作为工具噪声的函数，他们的协方差。具体的结果是来自混合ISW透镜和tSZ透镜双谱以及污染由于点源的噪声水平，对应于普朗克（143 GHz通道）和EPIC（150 GHz通道）的实验。单点广义偏度参数的累积信噪比$S/N$可以达到Planck的${\cal O}(10)$的一个数量级，EPIC的高两个数量级，即${\cal O}(10^3)$。我们还发现，这三个光谱偏谱相关，具有相关系数$r \sim 0.5-1.0$ ;更高的$l$模式更强的相关性。虽然$S/N$的值随着噪声的降低而增加，但是确定MF的偏斜谱的三元组变得更加相关;与频率清洁的tSZ图相比，透镜诱导的偏斜谱的$S/N$比率更小。
2012-07-26 astro-ph.CO
Self-consistent secondary cosmic microwave background anisotropies and extragalactic foregrounds in the FLAMINGO simulations
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University（利物浦约翰摩尔斯大学天体物理研究所）；DAMTP, Centre for Mathematical Sciences, University of Cambridge（剑桥大学数学科学中心应用数学与理论物理系）；Kavli Institute for Cosmology Cambridge（卡弗里宇宙学剑桥研究所）；Cavendish Astrophysics, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室天体物理学组）；Jodrell Bank Centre for Astrophysics, Alan Turing Building, University of Manchester（曼彻斯特大学艾伦·图灵大楼乔德雷尔银行天体物理学中心）；Institute for Computational Cosmology, Department of Physics, Durham University（杜伦大学物理学院计算宇宙学研究所）；Leiden Observatory, Leiden University（莱顿大学莱顿天文台）
本文基于FLAMINGO模拟生成自洽的二次CMB各向异性数据，涵盖CMB透镜效应、热力学和动能Sunyaev-Zeldovich效应等，验证了模拟对观测约束的再现能力，并探讨了宇宙学模型和反馈机制对信号的影响。
2026-03-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
CMB at small scales: Cosmology from tSZ power spectrum
小尺度CMB角功率谱不仅包含原始CMB信息，而且还包含许多来自次级各向异性的杂质。后者大多依赖于宇宙学模型，但往往被边缘化。我们提出了一个新的分析的SPT数据集中在宇宙学贡献的热Sunyaev Zel'dovich（tSZ）效应。我们采用晕模型对tSZ角谱进行建模，并训练了一种随机森林算法来加快其计算速度。我们发现，使用的宇宙学信息的tSZ的顶部的原始CMB一个包含在SPT数据带来更多的宇宙学参数的约束。我们还结合了第一次普朗克tSZ角功率谱与SPT的，把进一步的限制。这个概念研究的证明表明，在宇宙学分析中，对前景进行适当的建模是多么必要。
2021-11-02 astro-ph.CO
Secondary CMB temperature anisotropies from magnetic reheating
空间波动的原始磁场（PMF）在复合之前在视界深处消散时会不均匀地重新加热宇宙。这样的能量注入变成了额外的光子温度扰动。我们研究了由这种机制引起的次级宇宙微波背景（CMB）温度各向异性，我们称之为{ \it不均匀磁再加热}。我们发现，它可以为我们提供保偏光纤与由$b_{\rm NL}$参数化的原始曲率扰动之间的非线性耦合的信息，这对于探索保偏光纤的产生机制具有重要意义.事实上，通过使用当前的CMB观测，我们得到了一个上限的非线性参数为$\log (b_{\rm NL} (B_λ/{\rm nG})^2) \lesssim {-36.5n_{B} - 94.0}$与$B_λ$和$n_{\rm B}$是磁场振幅平滑过$λ=1\; {\rm Mpc}$规模和谱指数的PMF功率谱，分别。我们的约束比以前基于未来CMB谱畸变各向异性测量的预测强得多，因为不均匀的磁再加热覆盖了更广泛的尺度范围，即，$1\; {\rm Mpc}^{-1} \lesssim k\lesssim 10^{15}\; {\rm Mpc}^{-1}$。
2019-11-27 astro-ph.CO gr-qc
Health checkup test of the standard cosmological model in view of recent Cosmic Microwave Background Anisotropies experiments
我们提出了一个更新的数据分析比较最近的观测宇宙微波背景温度各向异性和偏振角功率谱由四个不同的实验：一边是普朗克卫星，另一边是阿塔卡马宇宙望远镜（ACTPol）和南极望远镜（SPT-3G），结合WMAP卫星9年的观测数据，以便在另一方面“普朗克独立”。我们研究了一个系统的方式8扩展宇宙学模型，不同于基线$Λ$ CDM的情况下，包括许多不同的组合的额外的自由度，目的是找到一个可行的最小扩展模型，可以使所有的CMB实验的协议。我们的分析提供了几个线索的异常CMB角功率谱的张力与标准的宇宙学模型，即使在这些多参数空间。这表明，要么是CMB数据中的重要的未说明的系统学产生了有偏见的结果，要么是$Λ$ CDM是对自然的不正确/不完整的描述。我们的结论是，只有未来独立的高精度CMB温度和偏振测量可以提供一个明确的答案。
2022-11-13 astro-ph.CO
Nowhere to hide: closing in on cosmological homogeneity
在宇宙学中，均匀性是一个至关重要的假设，但却没有得到很好的检验。我们介绍了一种新的方法，使我们能够把限制本地化的结构基本上在我们的整个可观察的体积内的存在，使用宇宙微波背景二次各向异性。我们发现，结构不能超过大约20倍，其预期的振幅超过我们的大部分可观察的体积。类似地，我们对我们的体积内的统计不均匀性进行严格的约束，仅使用二次各向异性进行第一次功率谱重建。我们发现，标准模型通过了这个重要的新的一致性测试。我们的方法探测均匀性大大大于体积和规模比以前的研究基于调查。
2014-09-12 astro-ph.CO
Non-Gaussianity of secondary anisotropies from ACTPol and Planck
大多数宇宙微波背景各向异性的次级源（射电源，尘埃星系-DSFG-，热Sunyaev Zel'dovich -tSZ-热气体的扭曲，和引力透镜）是高度非高斯的。因此，功率谱之外的统计数据是关于这些过程的物理学的潜在重要信息来源。我们结合从阿塔卡马宇宙学望远镜的数据和普朗克卫星的数据（仅使用普朗克数据在重叠区域），以限制一组理论双谱模板的振幅从tSZ效应，DSFG，引力透镜，和射电星系。我们对射电星系（>5 $σ$）进行了强烈的探测，并从tSZ效应、DSFG、tSZ效应和DSFG之间的交叉相关以及tSZ效应、DSFG和射电星系之间的交叉相关中得到了非高斯性的暗示。这些结果表明，相同的晕主机无线电源，DSFG，并有tSZ信号。我们提出了一种新的方法来计算非高斯模板协方差的贡献。使用这种方法，我们发现显着的非高斯贡献的方差和协方差的模板，模板涉及的tSZ效果最受影响。在当前噪声水平下，各种源之间存在强简并。鉴于这些简并性，结合模板中的理论不确定性，这些结果是这种技术的证明。有了这些警告，我们证明了未来的双谱测量的效用，通过使用的tSZ双谱测量约束的物质波动的幅度和物质密度的组合是$σ_8 Ω_m^{0.17}=0.65^{+0.05}_{-0.06}$。从即将到来的观测中改善信噪比将使双谱分量的分离和宇宙学参数的鲁棒约束成为可能。
2019-03-04 astro-ph.CO
Particle Physics with the Cosmic Microwave Background with SPT-3G
宇宙微波背景（CMB）编码了有关宇宙内容和演化的信息。光的存在，弱相互作用粒子影响早期宇宙的膨胀历史，这改变了CMB的温度和偏振各向异性。通过这种方式，目前对宇宙微波背景辐射的测量对中微子的能量密度和质量，以及其他可能的轻相对论粒子种类的丰度都有着有趣的限制。我们介绍了一个正在进行的1500平方米的状态。°的使用SPT-3G接收器进行的测量，这是一个安装在10米直径南极望远镜上的新的毫米波长照相机。SPT-3G相机由16，000个超导过渡边缘传感器组成，比上一代相机增加了10倍，这使得它能够以前所未有的灵敏度和角分辨率的组合来绘制CMB。我们强调预计约束的丰度不育中微子和中微子质量的总和的SPT-3G调查，这可能有助于确定中微子质量等级。
2019-11-19 astro-ph.CO
Measurements of Secondary Cosmic Microwave Background Anisotropies with the South Pole Telescope
本文报道了前100平方米的宇宙微波背景（CMB）功率谱测量结果。°的南极望远镜（SPT）在150和220 GHz观测到的磁场。在主CMB各向异性占主导地位的角标度上，e 11 ~< 3000，SPT功率谱与标准的LambdaCDM宇宙学一致。在较小的尺度上，我们看到了点源贡献的强有力证据，与尘埃，恒星形成星系的人口一致。在我们掩蔽亮点源之后，在两个频率下在3000 < ell 50的角标度上的各向异性功率< 9500 is detected with a signal-to-noise >。我们结合150和220 GHz的数据，以消除大部分的点源功率，并使用点源扣除频谱检测Sunyaev-Zel'dovich（SZ）的功率在2.6西格玛。在e11 =3000时，相减后的带功率中的SZ功率为4.2 +/- 1.5 uK^2，这明显低于使用WMAP 5宇宙学参数的基准模型所预测的功率。这种差异可能表明当代的星系团模型高估了星系团内气体的热压。或者，该结果可以解释为σ 8值较低的证据。当与动力学SZ贡献的估计相结合时，所测量的SZ振幅将σ 8从0.794 +/-0.028的主要CMB各向异性导出的约束下移动到0.773 +/-0.025。从这个分析中的sigma 8约束的不确定性主要是在理论建模的不确定性，需要预测一组给定的宇宙学参数的SZ功率谱的振幅。
2009-12-22 astro-ph.CO
A Cross-Internal Linear Combination Approach to Probe the Secondary CMB Anisotropies: Kinematic Sunyaev-Zel{'}dovich Effect and CMB Lensing
提出交叉内线性组合方法，抑制CIB和tSZ污染，稳健测量kSZ功率谱和CMB透镜，并预测再电离约束，适用于SPT、SO和CMB-S4巡天。
2023-06-20 astro-ph.CO
Gauging the Contribution of X-ray Sources to Reionization Through the Kinetic Sunyaev-Zel'dovich Effect
南极望远镜（SPT）和阿塔卡玛宇宙学望远镜（ACT）等仪器对动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应的测量将很快改善对再电离的限制。流行的模型假设，紫外光子单独负责星系际介质的再电离。我们探讨了一个显着的贡献，X射线再电离的kSZ信号的影响。由于X射线在中性星系际介质中有很大的平均自由程，它们会在紫外光子产生的尖锐气泡之间引入部分电离。这种平滑的电离分量改变了宇宙微波背景（CMB）温度各向异性的功率谱。我们通过运行再电离的半数值模拟来量化这种影响。我们测试了一些不同的模型的再电离没有X射线，具有不同的物理参数，但被约束为具有类似的总光学深度的电子散射。然后将这些模型与X射线再电离贡献水平不同的模型进行比较。我们发现，模型与超过10%的贡献，从X射线产生一个显着较低的功率谱的温度各向异性比所有的UV-仅模型测试。SPT和ACT的预期灵敏度可能不足以区分我们的模型，然而，从再电离的时代的kSZ信号的非检测可能导致从X射线的贡献。对于今后的飞行任务来说，考虑X射线源对再电离的影响将是重要的，因为它具有更高的灵敏度。
2011-10-10 astro-ph.CO
A measurement of secondary cosmic microwave background anisotropies with two years of South Pole Telescope observations
本文首次给出了三频南极望远镜（SPT）的宇宙微波背景（CMB）功率谱。这里给出的频带功率覆盖中心在95、150和220 GHz的频带中的角标度2000 < ell < 9400。在这些频率和角度尺度下，主要CMB各向异性，热和动力学Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应，射电星系和宇宙红外背景（CIB）的组合有助于信号。我们结合普朗克和SPT数据在220 GHz的CIB功率谱的振幅和形状的约束，并找到强有力的证据，非线性聚类。我们探索SZ的结果使用各种宇宙学模型的CMB和CIB各向异性，并发现他们是强大的一个例外：允许热SZ效应和CIB之间的空间相关性显着降低SZ的约束。忽略这种潜在的相关性，我们发现在150 GHz和ell = 3000时的热SZ功率为3.65 +/- 0.69 μ K^2，并将动力学SZ功率的上限设定为小于2.8 μ K^2，置信度为95%。当热SZ和CIB之间的相关性被允许时，我们将热SZ功率和动力学SZ功率的线性组合约束为：D_{3000} ^{tSZ} + 0.5 D_{3000} ^{kSZ} = 4.60 +/- 0.63 μ K ^2，与早期的测量结果一致。我们使用测量的热SZ功率和用模拟校准的分析热SZ模型来确定σ 8 = 0.807 +/- 0.016。模型的不确定性，涉及天体物理学的内集群介质，而不是在测量频带功率的统计不确定性是si…
2012-04-23 astro-ph.CO
Development of MKIDs for measurement of the Cosmic Microwave Background with the South Pole Telescope
我们目前的设计，模拟和初始测试结果的原型探测器的第四代接收器的南极望远镜（SPT）的细节。SPT-3G+针对探测宇宙微波背景（CMB）的关键次级各向异性进行了优化，将在220、285和345 GHz处测量毫米/亚毫米天空的温度和偏振，超出CMB黑体光谱的峰值。SPT-3G+焦平面将安装微波动力学电感探测器（MKID），从而显著提高探测器密度，降低低温复杂性。我们提出了在每个SPT-3G+观测频率下单色双偏振MKID像素的模拟支持设计。我们进一步描述了设计选择，以促进谐振器的质量和均匀性，使我们能够最大限度地提高可用的读出带宽。我们还讨论了制造过程中，使这些设备的快速生产方面，并提出了一系列的原型设备的初始暗特性。
2021-11-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
The non-thermal secondary CMB anisotropies from a cosmic distribution of radio galaxy lobes
目前和即将到来的高角分辨率和多频实验，以及准备探索丰富的景观二次CMB各向异性。在这种情况下，我们计算的第一次，CMB波动的功率谱从宇宙学分布的巨型射电星系的演变叶。我们还明确考虑了非热电子分布，这对CMB角功率谱的推断具有重要意义。我们计算平均全局非热y失真，\ynt。对于观测上合理分布的喷流光度范围内的$10^{45}-10^{47}$ ergs $^{-1}$，我们发现\ynt是小于$10^{-5}$，因此没有违反COBE的限制，如前所述。使用非热SZ的独特的光谱依赖性，我们表明，\ynt的检测可以在$\gtrsim 5σ$的水平，从未来的PIXIE样的实验，我们准确地理解前景。射电瓣的总非热SZ功率谱$C^{NT}_\ell$在$\ell \sim 3000$处达到峰值，其幅度为星系团热SZ功率谱的$\sim 1\%$。一个检测的$C^{NT}_\ell$，与PIXIE样的灵敏度实验，可以导致$\sim 5σ$约束喷流光度的质量依赖性与约束变得，至少，十倍更好的建议更雄心勃勃的CMB-HD调查。这将进一步导致对中心黑洞质量与宿主晕质量标度关系的最严格约束。
2022-11-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The kinetic Sunyaev-Zel'dovich signal from inhomogeneous reionization: a parameter space study
非均匀再电离是宇宙微波背景（CMB）中弧分尺度各向异性的一个来源，其中最重要的是动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应。阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）和南极望远镜（SPT）的观测工作准备首次探测到这一信号。事实上，最近的SPT测量结果将无量纲kSZ功率谱的界限放在了95% C.L.时P_tot < 2.8（6）μ K^2的多极点l=3000附近，通过忽略（允许）热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应和宇宙红外背景（CIB）之间的相关性。为了解释这些和即将到来的观测结果，我们使用公开可用的代码21 cmFAST从一套约100个再电离模型中计算kSZ信号。我们的物理再电离模型由高红移星系的电离效率、能够容纳恒星的晕的最低维里温度和电离光子平均自由程参数化，我们预测斑片状再电离的贡献为P_patchy = 1.5-3.5 micro K^2。因此，即使保守地采用再电离后信号的较低估计值P_OV ~ 2 micro K^2，我们的模型也没有一个与不包括相关性的激进的2 sigma SPT界限一致。这意味着：（i）再电离的早期阶段发生的方式比我们探索的恒星驱动情景所暗示的要均匀得多，例如，非常高的能量X射线或外来粒子的贡献显着;和/或（ii）有一个显着的CIB和tSZ之间的相关性。另一方面，保守的SPT边界与我们的所有模型都是相容的，并且处于约束再电离的边界上…
2012-02-28 astro-ph.CO
Probing small-scale non-Gaussianity from anisotropies in acoustic reheating
我们给新的约束小规模的非高斯原始曲率扰动的各向异性在声学再加热。不同温度的局部热平衡或局部动力学平衡系统的混合产生局部平均温升，其与光子扩散尺度中的温度扰动阻尼的平方成比例。这样的二次温度扰动是无法区分的标准温度扰动线性来自原始曲率扰动，因此应该是次显性相比，标准的。通过研究二次微扰的自功率谱和与标准微扰的互功率谱，我们发现了原始曲率微扰的小尺度高阶关联函数（连通的非高斯部分和不连通的高斯部分）.这仅仅是因为这些功率谱来自具有非线性参数（例如$f_{\rm NL}$和$τ_{\rm NL}$）的原始曲率扰动的高阶关联函数，因为二次温度扰动是二阶效应。因此，$l(l+1)C^{TT}_l\simeq 6\times 10^{-10}$在大尺度上的观测结果给出了一个鲁棒的和普遍的上界的小尺度非高斯原始曲率扰动。
2015-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the consistency of $Λ$CDM with CMB measurements in light of the latest Planck, ACT, and SPT data
本研究用高斯过程非参数检验$\Lambda$CDM与Planck、ACT、SPT的CMB各向异性测量数据的一致性，发现不同基准下数据集吻合度有差异，还识别出若干谱特征并验证了Planck数据内部一致性。
2023-08-23 astro-ph.CO gr-qc
SPT-3G D1: A Measurement of Secondary Cosmic Microwave Background Anisotropy Power
University of Melbourne（墨尔本大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；University of New Mexico（新墨西哥大学）
该研究利用SPT - 3G接收器数据测量毫米波温度功率谱，给出对热和运动学SZ效应等的限制，发现SZ功率依赖相关建模，还利用测量的运动学SZ功率估计再电离持续时间并给出不同模型下的限制。
2026-07-15 astro-ph.CO
Constraints on Inflationary Gravitational Waves with Two Years of SPT-3G Data
本文利用两年 SPT-3G 数据测量宇宙微波背景 B 模偏振功率谱，刻画前景并给出张量-标量比上限 r < 0.25，从而约束暴胀引力波。
2025-05-05 astro-ph.CO
Cosmological data and indications for new physics
来自阿塔卡马宇宙学望远镜和南极望远镜的数据，加上WMAP卫星发布的九年数据，提供了对宇宙微波背景角各向异性的非常精确的测量，小到非常小的角标度。增加测量重子声振荡调查和测定的哈勃常数，我们调查是否有迹象表明新的物理超越哈里森-泽尔多维奇模型的原始扰动和标准数量的相对论自由度在原始重组。数据集的所有组合都指向超出最小Harrison-Zel'dovich模型的物理学，其形式为不同于单位的标量光谱指数或重组时的附加相对论自由度（例如，额外的轻中微子）。除此之外，包括ACT或SPT的扩展数据集提供了非常不同的指示：虽然扩展ACT（eACT）数据集与标准慢卷膨胀的预测完全一致，但扩展SPT（eSPT）数据集更喜欢非幂律标量谱指数，其谱指数的尺度变化非常大。eACT和eSPT都支持额外的光自由度。eACT与零中微子质量一致，而eSPT在95%以上的置信度下支持非零中微子质量。
2013-03-18 astro-ph.CO hep-ph
Reconstructing Patchy Reionization with Deep Learning
Southern Methodist University（南卫理公会大学）
从下一代宇宙微波背景（CMB）调查预期的精度将创造机会，对宇宙学的特点新的见解。在即将到来的巡天中，CMB的次级各向异性将具有越来越重要的意义，因为它们编码的宇宙学信息以及它们在模糊我们对初级涨落的看法方面所起的作用。二次估计已成为标准的工具，用于重建扭曲的主要CMB和产生二次各向异性的字段。虽然成功的透镜重建与当前的数据，二次估计将是次优的透镜和其他影响的重建在即将到来的CMB调查的预期灵敏度。在本文中，我们描述了一个卷积神经网络，ResUNet-CMB，这是能够同时重建的两个源的二次CMB各向异性，引力透镜和补丁再电离。我们表明，ResUNet-CMB网络显着优于二次估计在低噪声水平，是不受透镜诱导的偏见补丁再电离重建，将与一个简单的应用程序的二次估计。
2021-08-20 astro-ph.CO cs.CV stat.ML
The Design and Integrated Performance of SPT-3G
SPT-3G是在南极望远镜上运行的第三个巡天接收器，专门用于高分辨率观测宇宙微波背景。对CMB的温度和偏振各向异性的灵敏测量为约束宇宙学提供了强大的数据集。此外，具有弧分尺度分辨率的CMB巡天能够探测星系团、毫米波亮星系和各种瞬态现象。SPT-3G仪器在绘图速度方面比其前身SPT-SZ和SPTpol有了显著提高。该仪器的宽带光学设计实现了在95 GHz，150 GHz和220 GHz的观测频带上的430 mm直径的像平面，在150 GHz处具有1.2弧分半高宽的光束响应。在接收器中，该图像平面填充有使用68 X数字频域复用读出系统读出的2690个双偏振、三色像素（~16000个检测器）。2018年，SPT-3G开始对南部天空的1500度$^{2}$进行多年调查。我们总结了独特的光学，低温，探测器，并在SPT-3G读出技术，我们报告的仪器的综合性能。
2022-02-25 astro-ph.CO astro-ph.IM
Non-Gaussianity and the Cosmic Microwave Background Anisotropies
本文从教学角度综述了非高斯性对宇宙微波背景各向异性影响的研究现状。我们首先展示了如何设置初始条件在二阶（规范不变）CMB各向异性时，一些原始NG存在。然而，在CMB各向异性中，除了原始各向异性之外，还有许多NG源，其可以污染原始信号。我们主要研究了大、小角尺度下微扰理论中CMB各向异性在暴胀后的二阶演化过程中产生的NG，如在复合时期产生的NG。我们将展示如何推导出方程来研究二阶CMB各向异性，并提供分析计算来评估其污染原始NG（补充数值例子）。我们还提供了其他次要影响的简要总结。这篇评论需要在线性水平上的宇宙学扰动理论的基本知识。
2010-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on the High-l Power Spectrum of Millimeter-wave Anisotropies from APEX-SZ
本文介绍用APEX-SZ仪器测量毫米波各向异性的角功率谱。APEX-SZ以150 GHz的频率绘制了0.8平方度的天空，角分辨率为1“。这些新的测量结果显著地改善了在150 GHz下，在角多极子3000 < l <10，000范围内对各向异性功率的限制，将平带功率中的总天文信号限制在95% CL时小于105 microK ^2。我们预计，无论是亚毫米明亮，尘埃星系和次级CMB各向异性在较小程度上从Sunyaev-Zel'dovich效应（SZE）显着有助于观察到的权力。减去σ_8 =0.8和遮蔽亮源时所期望的SZE功率谱，剩余功率的最佳拟合值为C_l = 1.1^{+0.9}_{-0.8} x 10^{-5} micro K^2（1.7^{+1.4}_{-1.3} Jy^2 sr^{-1}）。这与模型预测的亚毫米明亮的尘埃星系的能量吻合得很好。将该功率与BLAST在600 GHz处检测到的功率进行比较，发现如果两个实验测量的是相同数量的源，则源通量的频率依赖性为S_nu ~ nu^{2.6^{+0.4}_{-0.2}}。同时拟合SZE功率谱和泊松分布的点源总体的振幅，我们在95%的置信度下将σ_8 < 1.18的物质波动振幅的上限设置为。
2009-08-15 astro-ph.CO
On the Cluster Physics of Sunyaev-Zel'dovich Surveys II: Deconstructing the Thermal SZ Power Spectrum
宇宙微波背景中的次级各向异性是宇宙学信息的宝库。解释目前的实验探测它们受到理论不确定性的限制，而不是测量误差。在这里，我们专注于二次各向异性所造成的热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）的效果，其幅度严重依赖于平均的星系群和星系团的热压力分布。为此，我们使用了一套SPH模拟，包括辐射冷却，恒星形成，超新星反馈，并从活动星系核（AGN）的能量反馈。我们详细研究了压力分布如何依赖于集群半径，质量和红移，并提供了一个经验拟合函数。我们采用三种不同的方法来计算的tSZ功率谱：一种分析方法，使用我们的压力分布拟合，粘贴到模拟集群的压力拟合的半分析方法，和我们的模拟量的直接数值积分。我们证明了团内介质和宇宙网的详细结构会影响tSZ功率谱。特别地，团簇的子结构和非球面性使tSZ功率谱在ell ~2000-8000处增加10-20%，其中大部分额外功率由子结构贡献。半径大于R_500对功率谱的贡献在ell = 3000时约为20%，因此团簇内部（r < R_500）在这些角尺度下主导功率谱振幅。
2011-09-16 astro-ph.CO
Relieving tensions related to the lensing of CMB temperature power spectra
由普朗克数据重建的宇宙微波背景温度各向异性的角功率谱似乎存在太多的引力透镜畸变。这是量化的控制参数$A_L$，应该与统一的标准宇宙学兼容。使用玻尔兹曼类解算器和轮廓似然方法，对于该参数，我们使用普朗克公共似然来测量从1的2.6 PDMATHAMN偏移。我们发现，由于与再电离光学深度$τ$和原始扰动幅度$A_s$的强相关性，$\sim2σ$张力$τ$也出现在低（$\ell\leq 30$）和高（$30<\ell\lesssim 2500$）多极可能性得到的结果之间。使用Hillipop，另一个从普朗克数据建立的高$\ell$可能性，这个差异降低到$1.3σ$。在这种情况下，$A_L$值仍然与单位值不一致，相差$2.2σ$，这表明宇宙学参数和干扰参数之间的相关性具有重要影响。为了更好地约束干扰前景参数，我们包括非常高的$\ell$测量的阿塔卡马宇宙望远镜（ACT）和南极望远镜（SPT）的实验，并获得$A_L = 1.03 \pm 0.08$。光学深度的Hillipop+ACT+SPT似然估计值为$τ=0.052\pm{0.035,}$，它现在与低$\ell$似然确定值完全兼容。在展示了我们的结果与各种组合的鲁棒性之后，我们研究了这种改进的原因，这种改进是由于更好地确定了整组前景参数。最后，我们结合CMB数据的可能性，提供$Λ$ CDM参数的估计。
2016-10-19 astro-ph.CO
Angular Power Spectra of the Millimeter Wavelength Background Light from Dusty Star-forming Galaxies with the South Pole Telescope
我们使用南极望远镜（SPT）在2008年观察到的第一个100平方度的领域的数据来测量由尘埃恒星形成星系（DSFG）在毫米波长的背景贡献的温度各向异性的角功率谱。从150和220 GHz的SPT地图的自动和互相关，我们显着检测泊松分布，并首次在毫米波长，集群组件的功率从背景的DSFG。泊松分量和聚类分量在150和220 GHz之间的光谱指数分别为3.86 +- 0.23和3.8 +- 1.3，这意味着尘埃发射率指数β ~ 2的急剧缩放。在SPT、BLAST（600、860和1200 GHz）和Spitzer（1900 GHz）数据中检测到的泊松和聚集功率可以在一个简单模型的背景下理解，在该模型中所有星系具有相同的灰体谱，尘埃发射率指数β = 2，尘埃温度Td = 34 K。在这个模型中，150 GHz背景光的一半来自大于3.2的红移。我们还利用SPT数据确定了在l = 3000时动力学Sunyaev-Zel'dovich功率谱振幅的上限为13 uK^2，置信度为95%。
2010-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Impact of polarised extragalactic sources on the measurement of CMB B-mode anisotropies
宇宙学的主要目标之一是在CMB极化场中寻找原始引力波的印记，以探索暴胀理论。探测原始信号的障碍之一是从天体物理污染中提取B模式偏振。我们提出了一个完整的分析河外前景污染由于偏振发射的无线电和尘埃恒星形成星系。我们更新或使用最新的模型，这些模型使用最新的测量结果进行验证。我们预测未来CMB空间或气球实验（IDS，PIPER，SPIDER，LiteBIRD，PICO）以及地面实验（C-BASS，NEXT-BASS，QUIJOTE，AdvACTPOL，BICEP 3 +Keck，BICEPArray，CLASS，SO，SPT 3G，S4）的通量极限（混淆噪声）。望远镜孔径大小（和频率）是影响混淆噪声水平的主要特征。利用射电和尘埃星系的通量极限，并假设它们的极化率为常数，我们计算了三种河外前景（射电源散粒噪声、尘埃星系散粒噪声和星系团）的B模功率谱，讨论了它们的相对能级，并将它们的振幅与张量标量比r参数化的原始张量模的振幅进行了比较。在再电离凸点（l=5），河外前景的污染可以忽略不计。在复合峰（l=80），虽然污染远低于大口径望远镜对r的目标灵敏度，但对于一些中小口径望远镜实验来说，污染水平相当。例如，对于LiteBIRD和PICO空间实验，污染处于原始r的68%置信水平不确定性水平。最后，我们还提供了一些有用的单位转换因子，并给出了一些预测SPICA B-BOP实验。删节
2020-08-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Searching for a dipole modulation in the large-scale structure of the Universe
宇宙微波背景辐射温度各向异性的几个统计异常似乎违背了均匀和各向同性宇宙的假设。特别是，偶极调制已被检测到在WMAP和普朗克数据。我们采用Eriksen等人（2007）提出的CMB数据的方法进行星系巡天，追踪大尺度结构。我们分析了NRAO VLA巡天（NVSS）的数据在~2度的分辨率为三个不同的通量阈值：2.5，5.0和10.0毫焦耳分别。没有发现偶极调制的证据，这一结果表明，在CMB中发现的偶极不对称的起源不能被分配到二次各向异性产生的红移z = 1。然而，它仍然可以在更高或更低的红移下产生，例如由局部结构产生的综合萨克斯-沃尔夫效应。其他的全天巡天，如红外线WISE目录，可以帮助以高灵敏度探索比NVSS探测的更近的红移间隔。
2014-07-28 astro-ph.CO
Primordial non-Gaussianity with $μ$-type and $y$-type spectral distortions: exploiting Cosmic Microwave Background polarization and dealing with secondary sources
宇宙微波背景（CMB）温度和$y$-光谱畸变各向异性之间的互相关以前已经被提出作为一种方法来测量局部双谱参数$f_{\rm NL}^{\rm loc.}$在一个尺度范围内无法访问任何CMB（$T$，$E$）双谱或$T$-$μ$相关。这是有用的，例如测试原始非高斯性的尺度依赖性。不幸的是，原始的$y$-T信号被集成的Sachs Wolfe和Sunyaev-Zel 'dovich（SZ）效应之间的后期相关性强烈污染。此外，SZ本身在$y$参数图中产生大的噪声贡献。我们考虑两个原始的方法来解决这些问题。为了去除由于SZ-CMB温度耦合而引起的偏差，同时还添加新的信号，我们在分析中包括$y$失真和CMB {\em偏振}之间的互相关。为了减少噪声，我们建议通过减去SZ模板来清洁$y$-地图，通过与外部示踪剂（CMB和星系透镜信号）的互相关来重建。我们结合这个SZ模板减法与以前采用的解决方案，直接掩蔽检测到的集群。我们的最终预测表明，使用$y$-失真，类似PRISM的调查可以实现$1σ(f_{\rm NL}^\text{loc.}) = 300$，而理想的实验将实现$1σ(f_{\rm NL}^\text{loc.}) = 130$，通过添加$y$-$E$信号改善因子$\sim 3$，并通过模板清洗进一步改善$20-30 \%$。这些预测比{\em Planck}当前的$f_{\rm NL}^…
2017-07-15 astro-ph.CO
Large Primordial Fluctuations in Gravitational Waves from Phase Transitions
本文证明，在特定类型的早期物质主导时期下，相变引力波的大尺度各向异性可以超过CMB约束，并与未来探测器可观测信号一致，同时满足原初黑洞和次级引力波限制。
2022-11-17 astro-ph.CO hep-ph
The Atacama Cosmology Telescope: likelihood for small-scale CMB data
阿塔卡马宇宙学望远镜从三个季度的数据中测量了频率为148和218千兆赫的角分尺度的微波波动的角功率谱。在小尺度上，原始宇宙微波背景（CMB）的波动越来越被河外背景和次级CMB信号所掩盖。我们提出的结果从九参数模型描述这些二次效应，包括热和运动Sunyaev-Zel'dovich（tSZ和kSZ）的功率;集群和泊松般的功率从宇宙红外背景（CIB）源，和他们的频率标度;的tSZ-CIB相关系数;河外射电源功率;和热尘埃排放从银河卷云在两个不同的天空区域。为了提取宇宙学参数，我们描述了ACT数据的似然函数，将该模型拟合到多极范围500<ell<10000中的多频谱。我们扩展的可能性，包括在95，150和220 GHz的频率从南极望远镜的光谱。考虑到不同的射电源水平和银河卷云发射，同一个模型同时对两个数据集提供了极好的拟合，ACT的卡方/dof= 675/697，SPT的卡方/dof = 96/107。然后，我们使用多频似然估计CMB功率谱从ACT在bandpowers，边缘化的次要参数。这提供了在500<ell<3500范围内的简化的“仅CMB”似然性，用于宇宙学参数估计。
2013-10-08 astro-ph.CO
Testing parity-violating physics from cosmic rotation power reconstruction
我们研究宇称违反物理产生的宇宙旋转功率谱的重建，着眼于正在进行的和不久的将来的宇宙微波背景（CMB）实验，如BICEP阵列，CMBS 4，LiteBIRD和西蒙斯天文台。除了暴胀引力波和引力透镜之外，对CMB偏振的其他各种影响的测量为早期宇宙打开了新的窗口。其中之一是宇宙极化旋转的各向异性，它探测了弦论通常预测的陈-西蒙斯项。宇宙旋转的各向异性也是由原初磁性和标准模型外延框架产生的。宇宙旋转各向异性可以在CMB各向异性中重建为二次。然而，重建的宇宙旋转的功率是宇宙微波背景辐射四点相关，与宇宙旋转功率谱没有直接关系。理解四点相关中的所有贡献是提取宇宙旋转信号所必需的。假设由暴胀宇宙旋转模型激发的尺度不变旋转谱，我们采用模拟来量化对四点相关的每一个贡献，并发现（1）三谱的二次收缩增加了总信噪比，（2）与统计误差相比，来自透镜诱导的三谱的偏差是显著的，例如，LiteBIRD和CMBS 4类实验，（3）使用实现依赖估计量将统计误差降低了10%-20%，这取决于实验规范，（4）其他高阶贡献至少在不久的将来的实验中可以忽略不计。
2019-11-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A Measurement of Primordial Non-Gaussianity Using WMAP 5-Year Temperature Skewness Power Spectrum
我们利用宇宙微波背景温度各向异性的二比一累积量相关器的偏度功率谱来约束局域模型f_{NL}的原始非高斯参数。该双谱相关功率谱是在用适当的窗函数对温度图进行加权以形成探测与原始非高斯性相关联的基础双谱的多极依赖性的估计器之后构造的。我们还估计了一个单独的偏度功率谱敏感更强烈的未解决的点源。与以前尝试用WMAP数据测量原始非高斯性相比，我们的估计器的主要优点是我们不会将信息压缩到一个数字。在模型拟合二比一偏度功率谱时，我们利用了由原始非高斯性、射电点源和透镜二次相关产生的双谱。我们分析了Q，V和W波段WMAP 5年的数据，使用KQ 75掩码到l_{max} =600。使用V和W波段数据，并对与点源和透镜次级双谱相关的模型参数进行边缘化，我们对f_{NL}的总体和首选约束在68%置信水平下为11.0 \pm 23.7（在95%置信水平下为-36.4 < f_{NL} < 58.4）。我们没有发现f_{NL}非零值的证据，即使在1σ水平上也是如此。
2009-07-22 astro-ph.CO
PBHs and secondary GWs from ultra slow roll and punctuated inflation
原始标量功率谱在大尺度上受到很好的约束，主要是通过观测宇宙微波背景（CMB）中的各向异性。在过去的几年里，人们已经认识到，在小尺度上功率的急剧上升将导致原始黑洞（PBH）的形成，并产生更高的次级引力波（GW），可能是可检测的振幅。很好地理解的是，标量功率谱具有CMB尺度上的COBE归一化幅度和较小尺度上的增强幅度，这是由于在暴胀的单个正则标量场模型中偏离慢滚而产生的。事实上，所谓的超慢滚膨胀的时代可以导致所需的放大。我们发现，导致超慢滚动的场景可以大致分为两种类型，一种是短暂偏离通货膨胀（称为间歇性通货膨胀的场景），另一种是不会出现这种偏离。我们考虑了一组单场暴胀模型，涉及规范标量场，导致超慢卷和间断的通货膨胀和检查的形成PBH以及在这些模型中产生的次级GWs。除了考虑特定的模型，我们重建潜力的第一个慢滚参数的某些功能选择，导致超慢滚和间断的通货膨胀，并调查其观测签名。除了二次张量功率谱，我们计算了二次张量双谱在等边极限在这些情况下。此外，我们还计算了在所有情况下出现的暴胀标量双谱，并讨论了标量非高斯性对PBH形成的程度和次级引力波振幅的影响。
2021-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Non-Gaussianity in the Cosmic Microwave Background
在过去的几十年里，观测宇宙学的进展给了我们一个宇宙学的标准模型。我们知道宇宙的组成只有百分之几。随着更多雄心勃勃的实验的进行，我们希望超越宇宙是由什么组成的知识，了解为什么宇宙是这样的。在这篇评论文章中，我们专注于原始的非高斯性，作为宇宙动力学物理学在最早的时刻的探测。我们讨论了1）暴胀模型的理论预测及其在宇宙微波背景（CMB）各向异性中的观测结果; 2）以CMB为基础的估计器，用于约束原始非高斯性，重点是双谱模板; 3）当前对非高斯性的约束以及我们希望在不久的将来实现的目标;以及4）CMB中的非高斯性的非原始源，诸如由于二阶效应引起的双谱、初级-透镜-次级CMB之间的三向互相关以及可能的仪器效应。
2010-07-07 astro-ph.CO
Compensated Isocurvature Perturbations and the Cosmic Microwave Background
对宇宙微波背景（CMB）各向异性的测量表明，光子与非相对论粒子之间的等曲率涨落要小于绝热涨落。然而，重子和暗物质的相对数密度的扰动令人惊讶地受到很差的约束。事实上，如果用暗物质微扰来补偿重子密度的微扰，那么就可能存在相当大幅度的重子密度微扰，从而使总密度保持不变。这些补偿的等曲率扰动（CIP）在可观察尺度上不会在CMB上留下印记，其幅度为线性顺序。CMB偏振中的B模是在再电离时通过CIP对光深度的调制而产生的，但这种诱导偏振很小。对CIP振幅的最强已知约束$\lesssim 10%$来自于星系团重子分数。在这里，它表明，调制的重子密度的CIP和之前的汤姆逊散射在$z\sim 1100$去耦引起CMB效应的几个数量级大于以前考虑的。极化B模式的诱导，是温度/极化球谐系数的不同$lm$之间的相关性。结果表明，CIP场的表面上的最后散射可以测量与这些高阶相关。正在进行的和未来的实验，这些波动的敏感性估计。来自WMAP、ACT、SPT和Spider实验的数据将对幅度为$\sim 5-10%$的波动敏感。普朗克卫星和北极熊实验将对幅度为$\sim 3%$的波动敏感。SPTPol、ACTPol和未来的天基极化方法将探测低至$\sim 0.4%-0.6%$的振幅。在宇宙方差极限中，CMB可以检测到的最低振幅CIP的振幅为$\sim 0.05%$。
2012-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ultra-light axions and the kinetic Sunyaev-Zel'dovich Effect
对次级宇宙微波背景（CMB）各向异性的测量，如Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应，将使中微子和暗扇区特性的新测试成为可能。动力学SZ（kSZ）效应是由宇宙流产生的，探测结构生长。超轻轴子（ULAs）是一个动机良好的暗物质候选者。在这里的影响，暗物质（质量$10^{-27}~{\rm eV}$到$10^{-23}~{\rm eV}$）对kSZ观测值的确定，应用新的解析表达式成对集群速度和Ostriker-Vishniac签名的结构抑制模型。对于未来的CMB-S4和正在进行的DESI星系调查，kSZ效应（以及初级各向异性）将探测低至$\sim 5\%$的KSZ分数$η_a = Ω_{\rm{axion}}/Ω_{\rm DM}$，如果$m_{a}\simeq 10^{-27}~{\rm eV}$（在95\% C.L.），灵敏度可达$m_{a}\simeq 10^{-25}~{\rm eV}$。如果再电离和主CMB可以被充分模拟，Ostriker-Vishniac测量可以探测值$η_{a}\simeq 10^{-3}$，如果$10^{-27}~{\rm eV}\lesssim m_{a}\lesssim 10^{-24}~{\rm eV}$，或$η_{a}\simeq 1$，如果$m_{a}\simeq 10^{-22}~{\rm eV}$，在模糊的暗物质窗口。
2023-03-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Compressed sensing reconstruction of a string signal from interferometric observations of the cosmic microwave background
我们提出了一个算法重建的信号诱导宇宙弦的宇宙微波背景（CMB），从无线电干涉数据在弧分分辨率。无线电干涉测量提供了弦信号的不完整和有噪声的傅立叶测量，由于Kaiser-Stebbins（KS）效应，弦信号表现出稀疏或可压缩的梯度幅度。在这种情况下，压缩感知的通用框架自然适用于解决相应的逆问题。我们的算法特别利用了现实模拟的基础上拟合的信号的先验统计分布的模型。增强的性能相对于标准的CLEAN算法证明了在噪声条件下，包括初级和次级CMB各向异性的模拟观测。
2009-11-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
Axion-Induced Patchy Screening of the Cosmic Microwave Background
本研究计算了轴子诱导的CMB斑块状屏蔽对相关函数的贡献，并预测了现有及未来巡天对光子-轴子耦合的灵敏度，表明与unWISE结合可探测至3×10⁻¹² GeV⁻¹，CMB-S4可再扩展近一个数量级。
2024-11-11 astro-ph.CO hep-ph
Systematic Uncertainties In Constraining Dark Matter Annihilation From The Cosmic Microwave Background
宇宙微波背景（CMB）的各向异性已被证明是一个非常强大的工具，以限制暗物质湮灭在重组的时代。然而，CMB约束目前是使用一些合理但未经测试的假设推导出来的，这些假设可能会导致对真实边界的错误估计。在本文中，我们将研究这些系统效应的潜在影响。特别是，我们分别研究了在两个能量制度的湮灭产生的二次粒子的传播;首先从初始粒子能量到千电子伏尺度的簇射，然后跟踪由此产生的二次粒子从这个尺度的吸收其能量作为热，电离，或激发的介质。我们改进了计算的高能量和低能量部分，特别是发现我们对高能电子散射产生的亚10.2 eV光子损失的更准确处理削弱了对特定DM湮灭模型的约束，最多可达2倍。另一方面，我们发现，我们检查的低能量传播的不确定性不会显着影响当前和即将到来的CMB数据的结果。我们包括评估的精确量的激发能，在莱曼α光子的形式，产生的传播的淋浴，并检查不同的氦分数和氦电离分数的影响。在最近的文献中，在不同的渠道吸收的能量的分数的简单近似经常被用来推导CMB的限制：我们评估的影响，使用准确与近似的能量分数。最后，我们检查的重组代码（RECFAST v1.5和COSMOREC之间）的选择，计算自由电子分数的演变中存在的暗物质湮灭，引入可忽略不计的差异。
2013-06-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Extragalactic CO emission lines in the CMB experiments: a forgotten signal and a foreground
本文利用SIDES模拟发现，CMB图中河外星系CO发射线与CIB的互相关贡献不可忽略，可能影响SPT的kSZ探测，并提出通过CIB互相关测量CO功率谱的新方法。
2023-01-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Benefits of CMB Delensing
已经用现有数据测量了宇宙微波背景（CMB）的引力透镜效应的重要性，并将在未来的调查中更精确地测量。反转透镜效应对所观察到的CMB温度和偏振图的影响提供了各种益处。去透镜的CMB光谱具有更尖锐的声学峰和更突出的阻尼尾，从而可以改进对影响这些特征的宇宙学参数的推断。去透镜化降低了$B$模功率，有助于寻找原始引力波，并允许透镜化和其他次级CMB各向异性源的较低方差重建。透镜诱导的功率谱协方差减少了减透镜，简化分析和改善约束的原始非高斯性。由于对透镜功率谱的非线性和重子反馈效应的不正确建模而产生的偏差可以通过去透镜来减轻。所有这些好处都是可能的，而无需对实验或调查设计进行任何更改。我们开发了一个自洽的，迭代的，所有订单的治疗CMB delensing弯曲的天空，并证明delensing将与未来的调查的影响。
2021-11-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
