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
Milli-charged fermion vacuum polarization in cosmic magnetic fields and generation of CMB elliptic polarization
考虑了宇宙磁场中单圈毫荷费米子真空极化对宇宙微波背景（CMB）极化的贡献。给出了由Stokes参数表示的密度矩阵运动方程的精确摄动解。对于线极化的宇宙微波背景辐射，由于毫荷电费米子真空极化，宇宙微波背景辐射光子在宇宙磁场中的传播将产生椭圆极化（圆极化和线极化）.给出了CMB的圆偏振度和偏振面旋转角的解析表达式。根据毫荷费米子的相对电荷质量，$ε/m_ε$，和CMB观测频率的比率，它表明，收购CMB圆偏振度的数量级$P_C(T_0)\sim 10^{-10}- 10^{-6}$在最好的情况下。所研究的效应产生CMB极化，即使在CMB最初处于热平衡的情况下。由于事先去耦CMB极化的磁场振幅的限制。
2017-07-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Information Theoretic Bounds on Cosmic String Detection in CMB Maps with Noise
我们使用卷积神经网络（CNN）来研究Nambu-Goto弦在宇宙微波背景（CMB）平坦天空图中的宇宙弦检测。在无噪声的地图上，我们可以测量到$10^{-9}$级的弦张力，然而，当包括噪声时，我们无法测量低于$10^{-7}$的弦张力。出于这一僵局，我们推导出一个信息理论界的宇宙弦张力$Gμ$从CMB地图的检测。特别是，我们绑定的信息熵的后验分布的$Gμ$的分辨率，噪声水平和总调查面积的CMB地图。我们评估这些边界的ACT，SPT-3G，西蒙斯天文台，宇宙起源探测器，和CMB-S4实验。这些界限不能通过任何方法饱和。
2021-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Last scattering, relic gravitons and the circular polarization of the CMB
磁化等离子体在散射时对$V$模极化的张量贡献最终完全消失。相反，残余引力子的偏振背景不能产生$V$模式偏振。报道的结果表明，在磁化的$Λ$ CDM范例，圆二色性的主要来源源于大规模的波动的空间曲率。
2010-01-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on background torsion from birefringence of CMB polarization
我们表明，一个非最小的电磁耦合与背景扭转可以产生双折射的电磁波。这种双折射引起CMB的B模式偏振。从WMAP和BOOMERANG数据的B-模式的界限，人们可以把背景扭转限制在$ξ_{1}T_{1}=(-3.35 \pm 2.65) \times 10^{-22} GeV^{-1}$。
2009-08-05 astro-ph.CO gr-qc
CMB circular and B-mode polarization from new interactions
描述宇宙微波背景（CMB）通过康普顿散射的辐射传输的标准模型预测，线性阶的宇宙标量扰动不能产生V和B偏振模。在这项工作中，我们调查的可能性，这样的CMB偏振模式产生的线性标量扰动的存在下，即使只有。我们提供了一个一般的光子费米子前向散射振幅的参数化和计算不同的CMB偏振模式之间的混合项。我们讨论了违反离散对称性的标准模型相互作用的不同一般扩展，同时保持电荷共轭，宇称和时间反转的组合。我们表明，它是可能的源CMB圆极化违反宇称和电荷共轭对称性。相反，B模式的产生与时间反演的对称性的破坏相关联。我们的结果提供了一个有用的工具来约束新的物理使用CMB数据。
2019-08-10 astro-ph.CO hep-ph
Photon-photon interactions as a source of CMB circular polarization
由中性氢背景介导的光子-光子相互作用可以通过完全正向过程[gamma+gamma+atom-> gamma+ gamma+atom]将平面偏振转换为圆偏振，其中只有光子偏振发生变化。对于角尺寸小于1/300且具有大平面偏振的某些区域，圆偏振强度与平面偏振强度的比率被预测为10^{-5}的数倍。
2013-04-02 astro-ph.CO hep-ph
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
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
Generation of Circular Polarization of CMB via Polarized Compton Scattering
宇宙学的标准方案预测通过汤姆逊散射的宇宙微波背景辐射（CMB）的线性偏振的可测量量，而通过该方案，圆偏振的产生被排除在外。另一方面，在观测证据中并未排除CMB的圆偏振。本文研究了宇宙微波背景辐射光子与极化宇宙电子的康普顿散射产生圆极化。我们考虑极化康普顿散射的动机来自于大尺度外磁场的影响、手征磁不稳定性和宇宙电子的新物理相互作用。结果表明，在标量微扰的作用下，极化康普顿散射的阻尼项可以在CMB辐射中产生圆极化，使得CMB圆极化功率谱$C_l^{V(S)}$正比于CMB温度各向异性功率谱$C_l^{I(S)}$，也正比于$δ^2$，后者是极化电子数密度占净左旋或右旋极化总电子数密度的分数.我们已经讨论过，至少我们需要$δ<10^{-4}$来找到与所报道的CMB圆偏振上限的一致性。
2018-10-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
All sky CMB map from cosmic strings integrated Sachs-Wolfe effect
通过主动扭曲我们过去光锥上的宇宙微波背景（CMB），宇宙弦是不可避免的非高斯性源。开发能够从原始类型的非高斯性中消除字符串信号的最佳估计器需要在合成的全天空CMB地图上进行校准，到目前为止，这在现代实验的分辨率下在数值上是无法实现的。在本文中，我们提供了第一个高分辨率的全天空CMB地图的温度各向异性引起的宇宙弦网络，因为重组。该地图在healpix格式中有大约2亿个亚弧分像素，这是CMB分析使用的标准（Nside=4096）。这个首映需要大约800，000个CPU小时;它是通过使用大规模并行射线追踪方法穿透数千个最先进的Nambu-Goto宇宙弦数值模拟生成的，这些模拟在观察者和最后一个散射表面之间铺设了共动体积。我们明确地表明，这张地图是如何纠正以前的结果中得出的平天近似，同时保持完全兼容的最小尺度。
2012-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reconstruction of CMB Temperature Anisotropies with Primordial CMB Induced Polarization in Galaxy Clusters
宇宙微波背景辐射在星系团中的散射会产生偏振信号，偏振信号由星系团位置光子分布的四极各向异性决定。这种由星系团的激发极化测量得到的“远距四极”为重建局部CMB温度各向异性提供了机会。在这封{ \em Letter}中，我们通过估计潜在的原始引力势来开发重建的算法，原始引力势是星系团中CMB温度和偏振涨落以及CMB诱导偏振的起源。我们发现一个很好的重建四极和八极分量的CMB温度各向异性的援助下的CMB诱导极化信号。重建结果对解决CMB异常问题，特别是WMAP和Planck数据中的低四极和邪恶轴问题，具有重要的一致性检验意义。
2016-03-20 astro-ph.CO
Generation of circular polarization of the CMB
根据标准宇宙学，在最后一个散射表面附近，通过康普顿散射散射的光子只是线性偏振的，然后CMB光子的原始圆偏振为零。本文证明了当考虑背景磁场或标准模型的量子电动力学部分被洛伦兹非不变算子和非对易性扩展时，CMB极化获得了小程度的圆极化. CMB辐射圆偏振的存在可能在未来的观测计划中得到验证，它代表了研究新物理效应的一个可能的新渠道。
2010-08-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Neutrino masses from CMB B-mode polarization and cosmic growth rate
基于未来对宇宙微波背景（CMB）的观测，包括普朗克卫星CMB透镜效应产生的B模偏振，以及利用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法从欧几里德红移巡天得到的宇宙结构增长率，对中微子质量的约束进行了估算。在68%的置信水平下，中微子总质量的误差估计为$Δ\sum m_ν = 0.075$ eV.通过使用的增长率，而不是星系的功率谱，获得准确的约束条件，因为增长率是由星系偏差的不确定性比由星系的功率谱的影响较小。
2015-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Signal of Cosmic Strings in Cross-Correlation of 21-cm Redshift and CMB Polarization Maps
本研究探索再电离前宇宙弦尾迹在21厘米红移与B模式CMB极化图互相关中的信号，提出用匹配滤波提取非高斯特征，证实可在LCDM高斯背景中检测到张力略低于当前上限的宇宙弦信号。
2022-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Signature of Cosmic Strings Wakes in the CMB Polarization
我们计算了宇宙微波背景（CMB）极化中的宇宙弦信号。我们发现，电离后的尾流移动字符串引起额外的极化在一组矩形补丁在天空中的长度分布是标度不变的。单个补丁的长度由弦扰动CMB时的共同移动的哈勃半径决定。的偏振信号是最大的字符串唤醒产生在最早的后重组时间，并为对齐，其中光子穿过唤醒接近的时间创建的唤醒。相对于温度四极的极化的最大幅度由尾流内部的自由电子的过密度设置，其取决于尾流内部的电离分数$f$。对于高红移（接近复合）的弦和由$G μ= 10^{-7}$给出的弦张力$μ$，信号可以高达$0.06 {\rm μK}$的度标偏振。
2010-03-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Convolutional Neural Network For Cosmic String Detection in CMB Temperature Maps
我们详细介绍了在我们以前的工作中使用的卷积神经网络检测宇宙弦的宇宙微波背景（CMB）温度各向异性地图。通过在数值生成的CMB温度图上训练该神经网络，无论有没有宇宙弦，该网络都可以生成预测图，定位宇宙弦的位置，并提供弦张力值的概率估计$Gμ$。向网络提供具有arcmin分辨率的CMB地图的无噪声模拟导致了对于具有低至$Gμ=5\times10^{-9}$的弦张力的弦的天空地图的弦位置和弦张力的准确确定。该代码可在网上公开获取。虽然我们用一个长的直绳玩具模型训练了网络，但我们发现网络在现实的Nambu-Goto模拟中表现良好。
2019-03-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A conservative assessment of the current constraints on dark matter annihilation from Cosmic Rays and CMB observations
鉴于目前的兴趣，结合不同的观测约束湮灭WIMP暗物质，我们研究索末菲效应之间的关系，在重组时代和星系晕。通过考虑宇宙射线轻子数据（AMS-02 2014，Fermi和PAMELA）的最新插值集合，作为暗物质湮灭信号，我们表明，目前的宇宙射线测量和最近的普朗克2015年从CMB各向异性的限制几乎重叠的数量级的几个$TeV$的暗物质质量，虽然很大的理论不确定性困扰宇宙射线和暗物质的描述。结合宇宙射线拟合，我们得到适当的最小区域允许的CMB观测，特别是$μ$和$τ$湮灭通道，一旦假设可行的值的能量吸收在复合的效率因子：结果是一致的普朗克合作，但允许宇宙射线之间的重叠从轻子部门和CMB的约束。即将到来的AMS-02对宇宙射线反质子的测量将有助于澄清这个难题。
2015-08-31 astro-ph.CO hep-ph
Generation of circular polarization in CMB radiation via nonlinear photon-photon interaction
标准的宇宙学模型确实预测了通过汤姆逊散射的宇宙微波背景辐射（CMB）的强度和线性偏振的可测量的各向异性量，即使这些理论模型没有预测CMB辐射的圆偏振。另一方面，在观测证据中并未排除CMB的圆偏振。在这里，我们估计圆偏振功率谱$C_{l}^{V(S)}$的CMB辐射由于康普顿散射和非线性光子-光子前向散射通过Euler-Heisenberg有效拉格朗日。我们估计了目前$l\sim300$的圆功率谱的平均值为$1(l+1)\,C_{l}^{V(S)}/(2π)\sim 10^{-4}μ\,K^2$，它比最近报道的数据（SPIDER合作）要小，但在未来可实现的实验数据范围内。我们还证明了在原始标量微扰存在下，通过Euler-Heisenberg相互作用可以产生CMB光子的B模偏振，但这种贡献并不显著。
2017-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Forecast constraints on cosmic strings from future CMB, pulsar timing and gravitational wave direct detection experiments
我们研究未来观测约束宇宙弦参数从各种类型的下一代实验：引力波（GW），脉冲星定时阵列的直接检测，和宇宙微波背景（CMB）。我们认为GW突发和随机GW背景搜索地面和空间为基础的干涉仪，以及GW背景检测脉冲星定时实验。我们还考虑了宇宙弦对CMB温度和极化各向异性的贡献。这些不同类型的观测提供了宇宙弦的独立探测器，如果探测到签名，可能使我们能够研究宇宙弦的性质。在本文中，我们评估的权力，未来的实验约束宇宙弦参数，如弦张力Gmu，初始环的大小α，和重联概率p，通过执行Fisher信息矩阵计算。我们发现，结合不同类型的观测信息打破了参数退化，并提供了更严格的参数约束。我们还发现，未来的星载干涉仪独立地提供了一个高度精确的确定参数。
2013-02-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Joint constraint on primordial gravitational waves and polarization rotation angle with current CMB polarization data
宇宙CPT破坏将使CMB光子的偏振方向发生旋转，部分CMB E模转换为B模，反之亦然。它将产生非零的EB、TB光谱，并改变EE、BB、TE光谱。这一现象为我们从CMB观测中检测CPT破坏特征提供了一种方法，也为产生B模偏振提供了一种新的机制。在本文中，我们执行一个全球性的分析张量标量比$r$和偏振旋转角度的基础上，目前的CMB数据集与低$\ell$（普朗克，BICEP 2/Keck阵列）和高$\ell$（POLARBEAR，SPTpol，ACTPol）。得益于CMB数据的高精度，我们获得了68% C. L.处的各向同性旋转角$\barα = -0.01^\circ \pm 0.37^\circ $，各向异性旋转角$C^α(0)<0.0032\,\mathrm{rad}^2$的方差、95%C. L.处的尺度不变功率谱$D^{αα}_{\ell \in [2, 350]}<4.71\times 10^{-5} \,\mathrm{rad}^2$和$r<0.057$。结果表明，考虑偏振旋转效应后，$r$的95%上限收紧了17%。
2019-10-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational lensing effect on cosmic birefringence
本文研究了引力透镜对类轴子粒子诱导的CMB极化宇称奇功率谱的影响，发现未来高分辨率CMB实验必须包含透镜修正以避免参数估计偏差。
2023-05-23 astro-ph.CO hep-ph
Axion Dark Matter Detection with CMB Polarization
指出了利用宇宙微波背景（CMB）极化测量寻找低质量轴子暗物质的两种方法。特别是，这些似乎是直接探测模糊暗物质的最有希望的方法。轴子暗物质使穿过它的光的偏振方向发生旋转，这在宇宙微波背景中产生了两种新的现象。首先，轴子场的后期振荡导致CMB偏振在整个天空中同相振荡。第二，轴子场的早期振荡洗掉了在最后散射时产生的极化，与标准预测相比，降低了极化分数（TE和EE功率谱）。由于轴子场是振荡的，普通的（静态的）“宇宙双折射”搜索不适合轴子暗物质。这两种现象可以用来寻找质量范围较轻一端的轴子暗物质，其范围超过当前限制的几个数量级。我们设置了一个限制，从冲洗效果使用现有的普朗克结果，并发现显着的未来发现的潜力，特别是CMB探测器搜索的振荡效应。
2019-07-30 astro-ph.CO hep-ph
Reaffirming the Cosmic Acceleration without Supernova and CMB
最近关于超新星星等演化的讨论引起了对宇宙晚期加速的鲁棒性的怀疑。在之前的一封信中，Huang通过使用基于宇宙年龄的参数化（PAge）对宇宙加速进行了零测试，该参数化涵盖了广泛的宇宙学模型，包括标准的$Λ$冷暗物质模型及其许多扩展。在这项工作中，我们继续探索宇宙膨胀的历史与PAGE近似。利用重子声学振荡（在声学尺度上没有CMB先验）、引力强透镜时间延迟和被动演化的早期星系作为宇宙计时器，我们获得了\it对平坦和非平坦PAge宇宙的宇宙加速度的探测.在非平坦情况下，我们发现由重子声学振荡和强透镜时间延迟所导出的空间曲率之间存在$\gtrsim 3σ$张力。的影响和可能的系统进行了讨论。
2020-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Gauss-Legendre Sky Pixelization for the CMB polarization (GLESP-pol). Errors due to pixelization of the CMB sky
介绍了高斯-勒让德天空像素化（GLESP）方案中CMB图偏振数值分析方法的发展。在像素化方案GLESP中结合偏振变换完成了我们用于CMB图数值分析的新方法的创建。GLESP和HEALPix计算的比较完成。
2009-04-16 astro-ph.CO
Real space CMB temperature and polarization formulas
通过求解斯托克斯参量I、Q和U的一阶玻尔兹曼方程，导出了实空间CMB温度和偏振的计算公式。
2016-08-05 astro-ph.CO
A Bayesian Framework for Cosmic String Searches in CMB Maps
从宇宙微波背景（CMB）或21厘米温度图中探测宇宙弦存在着各种各样的建议。目前的建议并不旨在找到天空地图上的字符串的位置，所有这些方法都可以被认为是天空地图上的统计数据。我们提出了一个贝叶斯宇宙弦检测的解释，并在此框架内，我们得到了宇宙弦的位置和宇宙弦张力$Gμ$的估计之间的连接。我们使用这个贝叶斯框架来开发一个机器学习框架，用于从天空地图中检测字符串，并概述如何使用神经网络实现这个框架。我们训练的神经网络能够在无噪声的CMB温度图上检测和定位宇宙弦，直到$Gμ=5 \times10^{-9}$的弦张力，并且当分析不包含弦的CMB温度图时，神经网络给出$Gμ\leq2.3\times10^{-9}$的概率为0.95。
2017-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB Polarization in Einstein-Aether Theory
我们研究了修改重力矢量扇区对CMB偏振的影响。我们采用爱因斯坦-以太理论作为一个具体的例子。爱因斯坦-以太理论承认在暴胀过程中产生的动力学矢量扰动，在CMB极化上留下印记。我们推导了以太矢量场的协变微扰方程，并利用修正的CAMB程序计算了CMB的B模偏振。结果表明，以太场的B模信号的振幅可以超过暴胀引力波的振幅。频谱的形状是清楚地理解在一个分析的方式使用紧耦合近似。
2010-12-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Anomalies in the CMB from a cosmic bounce
我们探讨了一个模型的早期宇宙中，暴胀时代之前的宇宙反弹，并认为，这种情况下提供了一个共同的起源，已观察到在大角度尺度的宇宙微波背景（CMB）的异常功能。更具体地说，我们表明，功率抑制，偶极不对称性，并偏好奇宇称相关性，与振幅和尺度的依赖性与观察一致，预计从这种情况下。该模型还计算了透镜振幅中的张力。这些信号来源于CMB模式和超视界波长之间的非高斯相关性在功率谱中引起的间接效应。我们不局限于任何特定的理论，而是推导出一个家庭弹跳模型的共同特征。
2020-05-04 astro-ph.CO gr-qc
CMB Distortions from Damping of Acoustic Waves Produced by Cosmic Strings
研究了宇宙弦对光子重子流体中声波的扩散阻尼，计算了宇宙微波背景的$μ$型和$y$型谱畸变.对于在当前范围内具有张力的宇宙弦，它们对光谱畸变的贡献比原始密度扰动的畸变要小。
2013-08-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Tibet's Ali: A New Window to Detect the CMB Polarization
宇宙微波背景（CMB）极化在当前宇宙学研究中占有重要地位。CMB B模偏振是探测原初引力波的最有效手段，也是对宇宙膨胀理论以及其他早期宇宙理论如弹跳宇宙、循环宇宙等的检验。到目前为止，主要的地基CMB偏振实验都在南半球，最近，我国在青藏高原发射了阿里CMB偏振望远镜（AliCPT），用于测量CMB B模偏振，探测北半球的PGW。AliCPT包括两个阶段，第一阶段是在5250米的位置建造一台望远镜（AliCPT-1），第二阶段是在约6000米的更高高度建造一台更灵敏的望远镜（AliCPT-2）。在本文中，我们报告的大气条件，天空覆盖和目前的基础设施与AliCPT。通过对MERRA-2再分析资料和阿里探空资料的分析，发现阿里地区水汽含量季节变化明显，10月至次年3月为水汽含量的适宜观测时段。我们还发现95/150 GHz对于AliCPT-1是可行的，更高的频率对于AliCPT-2是可能的。然后，我们分析了可观测的天空和目标领域，并表明阿里为我们提供了一个独特的机会，观察CMB与较少的前景污染在北半球，是补充现有的南CMB实验。加上发达的基础设施，我们指出阿里为CMB观测打开了一个新的窗口，并将与南极和阿塔卡马一起成为世界上的主要站点之一。
2017-11-27 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Reconstructing CMB fluctuations and the mean reionization optical depth
再电离产生的汤姆逊光学深度是测量原始涨落振幅的一个限制因素，因此也是测量影响低红移振幅的物理学的一个限制因素，例如中微子质量。由于前景和系统效应，目前基于直接测量大尺度宇宙微波背景（CMB）偏振的光学深度限制具有挑战性。在这里，我们考虑一个间接测量的大尺度极化，使用观察到的小尺度极化的地图与地图的领域扭曲的CMB，如CMB透镜和补丁再电离。我们发现，非常未来的CMB调查将能够重建大规模的偏振，从而平均光学深度，只使用小尺度上的测量。
2017-01-24 astro-ph.CO hep-ph
Lensing Simulation and Power Spectrum Estimation for High Resolution CMB Polarization Maps
我们提出了有效的算法，CMB透镜模拟和功率谱估计的平坦天空CMB偏振图。我们建立了一个纯B模式估计，以弥补由于部分天空覆盖E到B泄漏。我们证明了我们的估计是无偏的，并且与预测误差一致。我们证明了我们的算法，使用模拟观测的小天空补丁与现实的噪声和权重即将到来的CMB偏振实验。
2013-06-28 astro-ph.CO
Photon-photon interactions can be a source of CMB circular polarization
光子-光子相互作用，如标准海森堡-欧拉相互作用所描述的，可以在最后一次散射之后的时间段内将CMB的平面偏振转换为圆偏振。我们估计所得到的圆偏振参数的标准偏差，作为约束的限制观察大平面偏振的角度区域，并找到结果的顺序为$10^{-9}$的斯托克斯参数$V$。
2014-12-08 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
Delensing CMB Polarization with External Datasets
当前和未来CMB偏振实验的主要科学目标之一是寻找早期宇宙中重力波的随机背景。随着仪器灵敏度的提高，限制因素最终将是由引力透镜产生的B模式功率，这可以通过使用所谓的去透镜算法来消除。我们预测的前景，使用外部获得的CMB偏振的透镜映射：无论是从大尺度结构的观测，或从高分辨率的CMB温度的地图。我们的结论是，在任何一种情况下的预测是不令人鼓舞的，并显着去透镜大规模CMB偏振需要高分辨率的偏振图，具有足够的灵敏度来测量透镜B模式。我们还提出了一个简单的形式主义，包括在CMB的预测，这是计算速度快，同意与Monte Carlos脱透镜。
2010-10-05 astro-ph.CO
CMB Distortions from Superconducting Cosmic Strings
我们重新考虑了超导弦的电磁辐射对宇宙微波背景（CMB）的μ-和y-畸变的影响，导出了弦张力μ_s和电流I的当前（COBE-FIRAS）和未来（PIXIE）约束。我们发现PIXIE中CMB的不畸变将对μ s和I施加强约束，留下轻弦（G μ s < 10^{-18}）或相对弱的电流（I < 10 TeV）的可能性.
2012-12-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
CMB Mode Coupling with Isotropic Polarization Rotation
本文提出通过CMB模耦合测量各向同性偏振旋转的新方法，推导了由宇称破坏引起的模耦合新贡献，并证明其在未来实验中的约束力与EB交叉功率谱相当，可用于交叉检验。
2021-05-07 astro-ph.CO
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
B-mode in CMB polarization. What's that and why it is interesting
结合BICEP 2测量结果讨论了遗迹引力波背景对CMB偏振B模的产生。描述的偏振映射的偏振矩阵的特征向量。
2014-10-23 astro-ph.CO
Galactic foregrounds and CMB polarization
CMB偏振有望揭开测量暴胀发出的引力波背景的曙光。然而，CMB信号很微弱，很容易被银河系的前景辐射污染，因此准确测量CMB是成功观测的关键。我们回顾了宇宙微波背景辐射的偏振特性和银河系同步辐射的现有知识。然后，我们专注于S波段偏振全天巡天（S-PASS），这是最近完成的一项对整个南部天空的巡天，旨在调查银河系CMB前景。
2010-08-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Power Spectra of CMB Polarization by Scattering in Clusters
宇宙微波背景辐射的偏振测绘是当前宇宙学研究的一个重要组成部分。特别具有挑战性的是测量极弱的B模式偏振，这可能会对暴胀产生独特的见解。实现这一目标需要非常精确的测量二次偏振分量的大小角度尺度。星系团中CMB的散射引起了几种偏振效应，它们的测量可以探测星系团的性质。也许更重要的是来自集群群体的统计极化信号的水平。计算了其中五个偏振分量的功率谱，并与主偏振谱进行了比较。这些光谱在多极$\ell \geq 3000$处达到峰值，并且达到不太可能明显污染原始极化信号的水平。
2009-02-13 astro-ph.CO
Dipolar dark matter and CMB B-mode polarization
我们将暗物质看作是携带磁偶极矩的单重态费米子粒子，探讨了暗物质对宇宙微波背景（CMB）光子极化的贡献。我们发现狄拉克费米子暗物质对CMB极化没有贡献。然而，在马约拉纳暗物质的情况下，这种类型的相互作用导致的原始标量扰动的存在下，这是在与标准的情况下的CMB偏振的B模式偏振。我们数值计算的B模式功率谱和绘图$C_l^{BB}$为不同的暗物质质量和$r$参数。结果表明，质量小于100 MeV的暗物质对$C_l^{BB}$有重要贡献.同时，质量为$m_d\leq50MeV$ for $r=0.07$（$m_d\leq80MeV$ for $r=0.09$）的暗物质可以通过实验排除。此外，我们的结果提出了一个关于$M\leq 10^{-16} e\,\,cm$的磁偶极矩的限制与其他报道的限制。
2018-10-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic tangle: Loop quantum cosmology and CMB anomalies
圈量子宇宙学是一个矛盾的领域，在这个领域中，既有大量的可观测性主张，又有严重的反对意见，反对它目前的公式在概念和物理上的可行性。这一贡献提出了一个非技术性的案例研究，最近声称，圈量子宇宙学可能会减轻异常观测的宇宙微波背景。
2021-06-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Statistics of CMB polarization angles
我们研究了CMB偏振角$ψ$的分布函数，重点是普朗克2018 CMB图。我们扩展了高斯相关$Q$和$U$ Stokes参数的Preece & Battye（2014）模型，以允许非零均值。当$Q$和$U$的方差相等并且它们的协方差和均值为零时，偏振角均匀分布。否则，均匀分布将被具有$2ψ$和$4ψ$相位的谐波调制。这些调制在普朗克2018 CMB地图中可见。此外，与功率谱相比，$U$的平均值是特殊的。
2020-01-06 astro-ph.CO
Implications of primordial power spectra with statistical anisotropy on CMB temperature fluctuation and polarizations
威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）和普朗克观测报告了宇宙微波背景（CMB）温度波动的半球不对称性。这种半球不对称性可能源于宇宙暴胀时期的原始统计各向异性。本文研究了具有偶极各向异性的原始功率谱对CMB温度涨落和偏振的可能影响。我们明确地表明，统计偶极各向异性可能会导致非对角（\(\ell'\neq\ell\)）$TT$，$EE$，$BB$和$TE$的相关性，以及对角（\(\ell'=\ell\)）$TB$和$EB$光谱。特别地，这些相关系数一般预期是\(m\)依赖性的。这些统计各向异性的信号可能在未来的CMB观测中得到检验。
2014-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
CMB anisotropies generated by cosmic string loops
研究了宇宙弦环对宇宙微波背景（CMB）各向异性的贡献。这是通过扩展未连接段模型（USM）来实现的，该模型包括了在宇宙弦网络的宇宙学演化过程中产生的宇宙弦环对应力-能量张量的贡献。然后，我们在公开可用的CMBACT代码中实现了这种扩展的USM，并获得了由宇宙弦环产生的线性CDM功率谱和CMB角功率谱。我们发现，环产生的角功率谱的形状是，在一般情况下，类似的长字符串。然而，在小的角度尺度上，通常存在各向异性的增强。对于大的多极矩$\ell$，由回路产生的矢量模优于由长弦产生的矢量模。环对宇宙弦网络产生的CMB各向异性的贡献对于大的环可以达到$10\%$的水平，但是随着环的尺寸减小而减小。这种贡献可能是显着的，因此，这种扩展提供了一个更准确的预测宇宙弦网络产生的CMB各向异性。
2021-06-28 astro-ph.CO
A numerical study of observational systematic errors in lensing analysis of CMB polarization
通过数值模拟研究了观测系统误差对宇宙微波背景（CMB）极化透镜分析的影响。我们对CMB偏振观测中的增益、角度和指向误差进行了建模，并模拟了由这些误差调制的偏振场。我们讨论了系统引起的$B$模式的振幅和空间尺度的施加误差的响应，并表明，透镜重建和脱透镜分析的结果表现根据它。据观察，在不久的将来预期的误差水平导致脱透镜效率没有显着下降。
2021-06-09 astro-ph.CO
Effects of cosmic strings with delayed scaling on CMB anisotropy
在暴胀过程中的相变中产生的宇宙弦网络进入标度区的时间要晚于普通弦。如果它发生在复合之后，宇宙微波背景（CMB）在高多极矩的温度各向异性显着降低。在本文中，我们定性地研究了这种效应，并表明CMB温度各向异性和B模偏振对宇宙弦张力的约束可以放松。它被证明是很难解释最近的BICEP 2和POLARBEAR的结果在宇宙弦单独诱导的信号，即使我们考虑到延迟标度。然而，解释观测到的B模式信号所需的暴胀张量标量比可以稍微减少，以符合普朗克约束。
2014-10-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Polarizations of CMB and the Hubble tension
未来对CMB偏振的精确测量可以为所谓的哈勃张力问题提供新的线索。哈勃张力来自于由两个不同距离阶梯确定的哈勃参数演变的差异。标准距离阶梯与造父变星和Ia型超新星的观测给出了较大的哈勃常数值，而反距离阶梯与宇宙微波背景和星系团中的重子声学振荡的观测给出了较小的哈勃常数值。哈勃参数的不同演化表明了宇宙再电离过程中自由电子密度的不同演化以及宇宙微波背景辐射的低-l偏振的不同大小，因为这些偏振主要是通过宇宙微波背景辐射光子与这些自由电子的汤姆逊散射产生的。在非平凡的含时暗能量状态方程下，研究了l < 12对CMB E模和B模偏振的影响.我们发现，标准距离阶梯的情况下，给出了更高的偏振功率比在LambdaCDM模型的预测。
2021-01-14 astro-ph.CO
Cosmic string induced CMB maps
我们使用高分辨率模拟宇宙弦在弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙中的CMB温度波动计算宇宙弦种子的地图。我们创建了全天空，18度和3度CMB地图，包括从重组之前到今天的每个分辨率的相关字符串贡献。我们从这些地图中提取的角功率谱，证明重组效应的重要性。我们简要讨论了像素温度的概率密度函数，它们的偏度和峰度。
2011-02-18 astro-ph.CO
Beyond CMB cosmic variance limits on reionization with the polarized SZ effect
即将进行的宇宙微波背景（CMB）调查将很快首次探测到极化的Sunyaev-Zel'dovich效应，这是由CMB光子散射在塌陷物体中的自由电子上产生的线性极化。测量这种极化以及物体的电子密度的知识，可以确定从物体的时空位置观察到的CMB的四极温度各向异性。这些遥远的温度四极子的地图有几个宇宙学应用。在这里，我们提出了一个新的应用：重建宇宙学再电离的历史。我们表明，四极测量到红移3，平均光学深度的约束可以提高一个数量级以上的CMB宇宙方差限制。
2018-05-31 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Weak lensing of CMB by cosmic (super-)strings
研究了宇宙（超）弦的弱透镜效应对宇宙微波背景（CMB）各向异性的影响。在开发一种方法来计算由于字符串的透镜收敛场，从而温度和偏振角功率谱的CMB，我们澄清字符串的性质，其特征在于相互交换的概率，可以影响这些CMB各向异性。假设功率谱主要由泊松分布的弦段，我们发现收敛谱的峰值在低多极，主要是来自位于相对较低的红移字符串。随着相互交换几率的减小，由于弦段的数密度变大，得到了收敛的谱，从而得到了透镜化的温度和偏振。弦引起的CMB极化的一个观测上重要的特征是，弦透镜谱在小尺度上比标准暴胀的原始标量扰动衰减得更慢。
2012-05-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial Gravitational Waves Measurements and Anisotropies of CMB Polarization Rotation
在B模（BB）功率谱中寻找原初引力波信号是宇宙微波背景（CMB）极化实验的关键科学目标之一。然而，这可能很容易受到几个前景问题的污染，例如热粉尘排放。在本文中，我们研究了另一种机制，宇宙双折射，它可以引入的CPT破坏之间的相互作用CMB光子和外部标量场。这种相互作用可以引起CMB光子线偏振态的旋转，从而产生CMB BB功率谱，这种功率谱可以在大尺度上模拟原初引力波的信号。利用BICEP 2的最新偏振数据以及BICEP 2/Keck阵列和Planck的联合分析数据，考虑偏振旋转角对张量标量比$r$的约束，进行了全局拟合分析。由于BICEP 2和Keck阵列实验的数据已经用“自校准”方法进行了校正，因此本文主要研究CMB偏振旋转角各向异性的影响。我们发现，包括在分析中的各向异性可以稍微削弱$r$的约束，当使用当前的CMB偏振测量。我们还模拟了模拟CMB数据与BICEP 3的敏感性。非常有趣的是，我们发现，如果各向异性的偏振旋转角的影响不能在分析中考虑适当的，对$r$的约束将显着偏差。这意味着要准确测量原初引力波信号，必须打破CMB偏振旋转角各向异性与CMB原初张量扰动之间的简并性。
2015-06-11 astro-ph.CO
