Primordial Power Spectrum and Bispectrum from Lattice Simulations of Axion-U(1) Inflation
Institut d'Astrophysique de Paris（巴黎天体物理学研究所）
本文通过晶格模拟研究轴子U(1)膨胀的原初功率谱与双谱，揭示了非高斯性特征及耦合强度的影响，提出新的约束方法。
2025-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Computation approach for CMB bispectrum from primordial magnetic fields
我们提出了一个详细的计算，我们以前的短文件[M。Shiraishi，D. Nitta，S.横山角Ichiki和K. Takahashi，Phys.Rev.D82，121302（2010）.]其中我们研究了由原始磁场诱导的矢量模的漫画微波背景温度双谱对磁场强度的约束。通过考虑自旋球谐函数和Wigner符号的双谱的角度依赖性，我们明确地证明了由各向同性的原始矢量涨落引起的宇宙微波背景双谱也可以用旋转不变的方式描述为角度平均形式.我们还研究了原始磁场功率谱不同谱指数的情况。
2011-07-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Bispectrum and Trispectrum Contributions to the Non-Gaussian Excursion Set Halo Mass Function with Diffusive Drifting Barrier
晕质量函数的高质量端是原始非高斯性（NG）的敏感探针。在最近的一项研究[9]中，我们在漂移集理论的背景下计算了NG晕质量函数，并表明原始NG印记与由暗物质晕的非线性坍缩引起的印记相耦合。我们还发现了一个很好的协议与N体模拟结果。在这里，我们进行了一个更准确的计算占的间隔有效性的双谱扩展到下一个领先的顺序，并延长计算的情况下，一个非零的原始三谱。
2013-01-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic microwave background bispectrum of vector modes induced from primordial magnetic fields
计算了原初磁场诱导的矢量模的宇宙微波背景双谱。我们考虑到全角度依赖的双谱和讨论的振幅和形状的双谱在$\ell$空间。在压缩极限为$\ell_1 = \ell_2 \gg \ell_3$，我们估计了一个典型的值的归一化约化双谱$\ell_1(\ell_1 + 1)\ell_3(\ell_3+1)|b_{\ell_1\ell_2\ell_3}| \sim 2 \times 10^{-19}$，为原始磁场的强度平滑的$1 {\rm Mpc}$尺度$B_{1 \rm Mpc} = 4.7 \rm nG$假设一个几乎尺度不变的频谱的磁场。我们发现，如果普朗克把局域型组态的非线性参数限制为$|f^{\rm local}_{\rm NL}| < 5$，那么对磁场强度的约束将被粗略地估计为$B_{1 \rm Mpc} < 10 {\rm nG}$。
2010-12-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Acoustic signatures in the Cosmic Microwave Background bispectrum from primordial magnetic fields
利用全辐射传递函数，数值计算了补偿磁标量密度模所产生的CMB角双谱。我们发现，对于弦激发的原生磁场，其特征在于指数$n_B=-2.9$和平均场振幅$B_{\lam}=9{\rm nG}$，角双谱是由两个原生磁形状。第一个磁形状看起来类似于一个从本地型原始曲率扰动，所以无论是振幅和配置文件的小松-Spergel估计（减少双谱）播种这种形状是几乎相同的主CMB各向异性。然而，对于不同的参数集（$l_1,l_2$），这种“本地型”约化双谱振荡在不同的渐近值在高$l_3$制度，因为洛伦兹力的影响，这是由原始磁场施加在带电重子。此功能不同于标准情况，在标准情况下，所有模式在高$l$限值下渐近接近零。另一方面，第二磁形状仅出现在原始磁场模型中。由于形状的负斜率，由第二形状产生的小松-斯珀格尔估计量的幅度在低$l$状态下发散。在高$l$状态下，该幅度近似等于第一估计器的幅度，但是具有相反的相位。
2010-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dominance of gauge artifact in the consistency relation for the primordial bispectrum
传统的宇宙学扰动理论是在假定宇宙的整个空间区域是无限大的前提下进行的。然而，在实际观测中并非如此，因为宇宙的可观测部分是有限的。为了对可观测的涨落给出理论预言，规范不变的可观测量应该由我们的有限体积的局域可观测宇宙中的信息组成。从这个角度出发，我们重新考察了单场模型中的原初非高斯性，重点研究了压缩极限下的双谱。传统的预测指出，在这个极限的双谱是有关的功率谱通过所谓的一致性关系。然而，事实证明，如果我们采用一个真正的规范不变变量，这是自然组成的纯粹的信息，在我们的本地宇宙，双谱的领先项在压缩极限预测的一致性关系消失。
2011-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial bispectrum and trispectrum in multifield Dirac-Born-Infeld inflation
我们在参考文献arXiv：0907.2476 [hep-th]中解释了我们工作的动机和主要思想。我们提出了一个简单的多场Dirac Born Infeld暴胀模型，其双谱表现出等边和局部形状的线性组合，这通常被认为是单独的可能性。我们还指出了一个特别有趣的组成部分的原始三谱的存在。
2010-04-21 astro-ph.CO hep-th
Localized correlated features in the CMB power spectrum and primordial bispectrum from a transient reduction in the speed of sound
普朗克卫星任务第一年的观测表明，宇宙微波背景（CMB）波动与原始扰动中的高斯统计相一致，这是最简单的暴胀模型的关键预测。然而，在CMB功率谱和双谱中有异常的迹象。我们检查的可能性，这些异常的功能有一个共同的物理起源在一个短暂的减少暴胀声速。我们这样做，利用预测的功率谱和双谱之间的相关性。我们的研究结果表明，目前的数据可能已经足够敏感，可以检测到声速的短暂降低，只要轻微到百分之几。由于这是相互作用的特征，它为在暴胀期间检测额外的自由度打开了一个新的窗口。
2015-10-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Polarization bispectrum for measuring primordial magnetic fields
本文研究了宇宙微波背景辐射（CMB）的极化双谱对原初磁场（PMF）的约束作用。我们计算所有可能的双谱之间的温度和偏振各向异性来源的PMFs，并表明，它们是弱相关的著名的本地型和二级ISW透镜双谱。从Fisher分析中发现，由于E模式双谱，在宇宙方差有限的实验中，磁化双谱的振幅的预期不确定性与单独的温度自双谱的分析相比提高了80%。在$\mathit{Planck}$或提出的PRISM实验情况下，我们将能够测量强度为2.6或2.2 nG的PMF。由于张量模式依赖性，PMF还产生涉及B模式偏振的双谱。我们还发现，B模式双谱可以更大幅度地降低不确定性，因此可以在类似PRISM的实验中测量到相当于或小于1 nG的PMF。
2013-11-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial bispectrum from inflation with background gauge fields
研究了暴胀子与各向同性背景规范场相互作用产生的均匀密度切片中曲率微扰的本原双谱。我们推导出的行动，以立方阶微扰，并考虑到所有相关的影响，在领导秩序的慢卷膨胀。我们首先处理的二次顶点扰动和确认过去的研究结果，同时确定其政权的有效性。然后，我们通过引入精确的线性模式函数，将分析扩展到包括二次顶点对所有阶次的影响，使我们能够在功率谱和双谱的特征完全不同的地平线交叉后很长时间内做出准确的预测。结果表明，在大e-折叠的极限下，spPPectra变为常数且尺度不变.因此，我们能够使用普朗克最近的观测数据对我们的理论参数施加可靠的约束。
2013-06-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Angular bispectrum and trispectrum of scalar-induced gravitational waves: all contributions from primordial non-Gaussianity $f_\mathrm{NL}$ and $g_\mathrm{NL}$
本文首次推导了局域型原初非高斯性参数 $f_\mathrm{NL}$ 和 $g_\mathrm{NL}$ 对标量诱导引力波角双谱与三谱的贡献，发现其可作为原初非高斯性的探针，且对谱振幅影响显著。
2024-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Bispectrum from Multifield Inflation with Nonminimal Couplings
高能物理的现实模型包括多个标量场。重整化要求场与时空的里奇曲率标量有非最小的耦合，并且在早期宇宙暴胀的能量尺度上，耦合可以很大。非极小耦合在爱因斯坦框架中诱导出非平凡的场空间流形，并且它们也在爱因斯坦框架中产生具有非平凡曲率的有效势。爱因斯坦坐标系势中的脊或凸点可以导致可观测量级的原始非高斯性。我们发展了一个协变的形式主义来研究这种模型中的扰动，并计算原始双谱。在以前的研究中的非高斯多场模型中，我们的双谱的结果依赖于字段的初始条件敏感。
2013-03-20 astro-ph.CO hep-ph
Effective field theory of statistical anisotropies for primordial bispectrum and gravitational waves
本文用有效场论研究了各向异性暴胀模型中的原始统计各向异性。利用么正规范中的一般作用量计算了规范场涨落、曲率扰动和张量扰动之间的主导相互作用。计算了标量功率谱和双谱中的各向异性，并给出了这些各向异性与EFT耦合的关系。此外，我们还计算了张量功率谱的统计各向异性和标量-张量互相关。我们的EFT方法采用了非平凡的速度为规范场波动和声速的标量扰动，如在DBI通货膨胀模型中产生的各向异性。
2017-02-13 astro-ph.CO hep-th
A new method for calculating the primordial bispectrum in the squeezed limit
2004年，Creminelli和Zaldarriaga提出了所有单场暴胀模型的原始曲率扰动的相容关系;它将压缩极限中的双谱与谱倾斜联系起来。我们已经开发出一种技术，部分基于Creminelli和Zaldarriaga的论点，可以大大简化计算的挤压限制双谱使用的形式主义，我们能够到达一个通用的公式，不依赖于慢卷近似。使用我们的公式，我们明确地测试了幂律膨胀和Starobinsky的精确标度不变模型的一致性关系;对于后一个模型，Creminelli和Zaldarriaga的论点预测了一个消失的双谱，而我们的量子计算显示了一个非零的双谱，在长波长极限和大量的e-折叠的膨胀中接近零。
2010-11-16 astro-ph.CO gr-qc
Note on the bispectrum and one-loop corrections in single-field inflation with primordial black hole formation
本文研究单场暴胀中通过势能平坦区实现超慢滚动从而形成原初黑洞的机制，计算曲率扰动双谱并验证其满足马尔达塞纳定理，同时用源方法计算功率谱的单圈修正，结果与in-in微扰论二阶展开一致。
2024-05-20 astro-ph.CO hep-th
Parity violation of primordial magnetic fields in the CMB bispectrum
研究了原初磁场（PMF）诱导的宇宙微波背景（CMB）双谱中宇称破缺现象。推导出一个一般公式的CMB双谱产生的不仅是非螺旋，但也螺旋PMFs，我们发现，螺旋PMFs产生的特征信号，消失在宇称守恒的情况下，如强度-强度-强度双谱所产生的$\sum_{n=1}^3 \ell_n = {\rm odd}$。为了快速数值计算CMB双谱，我们利用极点近似将单圈公式简化为树级公式。然后，我们表明，磁各向异性应力，这取决于非螺旋和螺旋保偏光纤的平方，并作为源的CMB波动，产生本地型非高斯。比较由标量模和张量模组成的CMB双谱与噪声谱，我们发现，假设从大统一能标产生近似标度不变的非螺旋和螺旋保偏光纤，（$10^{14} {\rm GeV}$）到电弱的（$10^{3} {\rm GeV}$），强度强度在$B_{1 \rm Mpc}^{2/3} {\cal B}_{1 \rm Mpc}^{1/3} > 2.7 - 4.5 {\rm nG}$与$B_{1 \rm Mpc}$和${\cal B}_{1 \rm Mpc}$是非线性的条件下，通过WMAP实验可以观察到$\sum_{n=1}^3 \ell_n = {\rm odd}$的强度双谱。螺旋和螺旋PMF强度分别在1 Mpc上平滑。
2012-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Correlated primordial spectra in effective theory of inflation
基于有效场论暴胀理论，我们导出了Goldstone模下原初曲率微扰的功率谱和双谱之间的直接相关关系.我们展示了普朗克合作提出的参数化特征模型的相关双谱的例子。我们还讨论了功率谱和双谱之间的一致性关系和我们的显式相关性的有效性。
2017-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Anisotropic bispectrum of curvature perturbations from primordial non-Abelian vector fields
我们考虑了一个原始SU（2）矢量多重态在暴胀模型中的矢量场的量子涨落参与产生的曲率微扰。最近，由于在宇宙学扰动中产生某种程度的统计各向异性的有趣可能性，大量的注意力已经被投入到由矢量场填充的模型中。我们提出的方案是强烈的动机，事实上，对于非阿贝尔规范场，自相互作用是负责产生额外的条款，在宇宙学关联函数，这是自然缺席的阿贝尔情况。我们计算这些额外的贡献的曲率扰动的双谱，使用Δ N公式和Schwinger-Keldysh形式主义。转动不变性的原始破坏（由于SU（2）规范多重态的引入）在关联函数上留下了印记，正如预期的那样，在我们的结果中引入了一定程度的统计各向异性。我们计算了非高斯参数f_{NL}，证明了来自规范玻色子自相互作用的新贡献是重要的，在某些情况下是主导的。我们研究的双谱的形状，我们发现，它原来的峰值在本地配置，与振幅，这是由打破统计各向同性的首选方向调制。
2009-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A general relativistic signature in the galaxy bispectrum: the local effects of observing on the lightcone
下一代星系巡天将越来越依赖星系双谱来改善宇宙学约束，特别是对原始非高斯性的约束。一个关键的理论要求，仍然有待开发的是广义相对论效应的双谱，这是从观察过去的光锥星系，{以及从相对论修正的动力学}的分析。{As作为对星系双谱进行完全相对论分析的第一步，我们首次计算了来自多普勒和引力势贡献的局域相对论光锥对双谱的影响。对于星系双谱，问题比功率谱复杂得多，因为我们需要在二阶光锥校正。在二阶模式耦合的贡献意味着相对论修正可以是不可忽略的，在更小的尺度比的情况下的功率谱。在一个原始的高斯宇宙中，我们表明，在$z\sim1$压缩形状的本地光锥修正意味着双谱可以不同于牛顿的预测$\gtrsim 10\%$时，短模式是$k\lesssim (50\,{\rm Mpc})^{-1}$。这些相对论性的投影效应，如果在观测分析中被忽略，可能会被误认为是原始的非高斯性。对于即将到来的探测平等尺度和超越的调查，{所有相对论光锥效应和相对论动力学修正应包括在内}，以准确测量原始非高斯性。
2017-03-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The cosmic microwave background temperature bispectrum from scalar perturbations induced by primordial magnetic fields
我们评估的角度双谱的CMB温度各向异性在大角尺度由于随机背景的原始磁场。非高斯性的形状取决于磁场功率谱的谱指数，并且对于标度不变的磁谱，非高斯性在压缩位形中达到峰值。通过使用由磁场产生的双谱的大角度部分，本界对非高斯性设定了对原始磁场的振幅的限制，对于尺度不变的情况为10 nGauss，对于其他谱指数为20 nGauss。
2009-06-15 astro-ph.CO
CMB Bispectrum from Primordial Scalar, Vector and Tensor non-Gaussianities
本文给出了由标量、矢量和张量涨落中的原始非高斯性引起的宇宙微波背景（CMB）双谱的全天形式。我们发现，双谱可以形成在一个明确的理性不变的方式，考虑到角度和偏振依赖的矢量和张量模式。为了证明这一点，并介绍如何使用我们的形式主义，我们考虑一个具体的例子，两个标量和一个引力子之间的相关性作为非高斯性的来源。结果表明，强度各向异性的CMB约化双谱是多极子和两个标量与引力子之间的耦合常数的函数，记为$g_{tss}$ ; $|b_{\ell \ell \ell}| \sim \ell^{-4} \times 8 \times 10^{-18} |g_{tss}|$。通过对信噪比的估计，我们发现普朗克实验所期望的约束为$|g_{tss}| < 6$。
2011-04-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Origin of Structure: Primordial Bispectrum without non-Gaussianities
在过去的十年中，原始双谱被认为是对早期宇宙中发生的物理过程的有力探测。在暴胀范式中，双谱的性质是区分关于宇宙学扰动起源细节的竞争性情景的关键之一。然而，所有的方案，基于传统的方法，所谓的“量子到经典的过渡”在通货膨胀期间，缺乏能力，指出准确的物理机制，负责产生我们的宇宙的不均匀性和各向异性开始和完全均匀和各向同性的真空状态与早期的通货膨胀制度。在过去的工作中，我们已经表明，涉及自发动力学减少的量子态的建议提供了合理的解释说，原始的不均匀性和各向异性的诞生。在这封信中，我们表明，当考虑单场慢卷通货膨胀的背景下，这样的建议，预期的双谱的特性是完全不同的，从传统的方法中发现。特别是，对应于原始扰动，这是通常与双谱的统计特征，在这里被视为在一个新的方式导致相当不同的结论。
2015-03-06 astro-ph.CO gr-qc
Galaxy bispectrum, primordial non-Gaussianity and redshift space distortions
对原初密度场的非高斯性的测量有能力大大提高我们对暴胀物理学的理解。事实上，如果我们能将电流测量的精度提高一个数量级，零检测将排除许多类产生原始波动的情况。大规模的星系红移测量代表了有望实现这一目标的实验。因此，我们模拟的星系双谱和预测的精度，它将探测参数$f_{\rm NL}$，这代表了原始本地型非高斯的程度。具体来说，我们解决的问题，包括$f_{\rm NL}$的树级星系双谱的红移空间失真（RSD）建模。我们发现了与RSD相关的新贡献，以及局部型非高斯性引起的特征性大规模放大。这些RSD的影响必须得到适当的考虑，以获得无偏测量$f_{\rm NL}$从星系双谱。我们提出了一个分析模板，可用于适应大规模的数据，扩展模型中使用的最近的测量。最后，我们进行理想化的预测$σ_{f_{\rm NL}}$ -本地非线性参数$f_{\rm NL}$的确定的准确性-从测量的星系双谱。我们的研究结果表明，目前的调查可以在原则上提供$f_{\rm NL}$约束普朗克竞争，未来的调查可以进一步改善他们。
2016-05-31 astro-ph.CO hep-th
Primordial non-Gaussianity and Bispectrum Measurements in the Cosmic Microwave Background and Large-Scale Structure
对非高斯初始条件最直接的探测来自于对宇宙微波背景中温度涨落的双谱测量以及对大尺度下物质和星系分布的双谱测量。这样的双谱估计预计将继续提供最佳的约束非高斯参数在未来的观察。我们回顾和比较了在宇宙微波背景和大尺度结构的双谱中探测非零原始成分的理论和观测问题、当前结果和未来前景，以及与不同暴胀模型的具体预测的关系。
2010-01-25 astro-ph.CO
Local primordial non-Gaussianity in the relativistic galaxy bispectrum
下一代星系和21厘米强度测绘调查将依靠功率谱和双谱的组合来高精度测量原始非高斯性。反过来，这些测量将使我们能够区分各种通货膨胀模型。然而，精密观测要求理论精度至少在同一水平。我们扩展的理论理解的星系双谱纳入一个一致的广义相对论模型的星系偏置在第二阶，在存在本地原始非高斯。由于红移空间效应，原始非高斯性对双谱的影响超出了星系偏置和暗物质密度。一阶和二阶的标准红移空间畸变在双谱上产生了一个众所周知的原始非高斯印记。对红移空间畸变的相对论修正对这种原始的非高斯信号产生了新的贡献，其原因是：（1）一阶尺度相关偏差与一阶相对论观测效应的耦合，以及（2）相对论观测效应中出现的二阶速度和度规势中的线性演化非高斯性。我们的分析允许从原始信号的相对论“污染”的一致分离，以避免通过使用不正确的理论模型偏置的测量。我们表明，使用牛顿分析的压缩双谱的偏差可能是$Δ\fnl\sim 5$的第四阶段H $α$调查。
2021-03-01 astro-ph.CO
Primordial tensor non-Gaussianities from general single-field inflation with non-Bunch-Davies initial states
结果表明，由于亚视界尺度上微扰之间的相互作用，非Bunch-Davies初态的曲率微扰的原始非高斯性比Bunch-Davies初态的曲率微扰的原始非高斯性得到增强.本文的目的是研究张量非高斯性是否也可以通过相同的机制增强。考虑了暴胀子存在下的一般引力理论，计算了一个张量模和两个标量模的张量自双谱和互双谱，其中张量模的初态为非Bunch-Davies态.与标量自双谱的关键区别在于张量三点函数在平坦的动量三角形处消失。我们指出，交叉双谱可以潜在地增强在非平凡的三角形形状，由于非Bunch-Davies初始状态。
2020-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmic microwave background bispectrum of tensor passive modes induced from primordial magnetic fields
如果种子磁场存在于早期宇宙中，它们的各向异性应力的张量分量在中微子退耦之前没有得到补偿，并且由它们产生的张量度规扰动被动地幸存下来。因此，由于这些度规扰动在复合后的衰减，即所谓的积分萨克斯-沃尔夫效应，CMB辐射的大尺度涨落被显著增强。这种CMB各向异性被称为“张量被动模式”。“由于这些波动与高斯磁场强度的二次依赖性，在很大程度上偏离了高斯统计，因此不仅功率谱，而且高阶相关性都有合理的信号。在此基础上，我们计算了该模式引起的CMB双谱。当磁谱服从一个几乎尺度不变的形状，我们得到一个估计的归一化约化双谱的典型值为$\ell_1(\ell_1 + 1)\ell_3(\ell_3+1)|b_{\ell_1\ell_2\ell_3}| \sim (130-6) \times 10^{-16} (B_{1 \rm Mpc} / 4.7 {\rm nG})^6$依赖于能量尺度的磁场生产从$10^{14}$ GeV到$10^3$ GeV。这里，$B_{1 {\rm Mpc}}$是在$1 {\rm Mpc}$上平滑的原始磁场的强度。根据上述估计和目前观测对原始非高斯性的约束，我们得到了磁场强度的一个粗略约束为$B_{1 {\rm Mpc}} < 2.6 - 4.4 {\rm nG}$。
2011-06-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing primordial non-Gaussianity with the power spectrum and bispectrum of future 21cm intensity maps
在再电离之后，星系中中性氢的21厘米发射线提供了暗物质的示踪物。使用SKA和其他射电望远镜进行的下一代强度测绘调查将覆盖大范围的天空区域和广泛的红移，便于将其用作原始非高斯性的探测器。{以前的工作已经表明，双谱可以实现对原始非高斯性的严格约束，未来的调查是专门设计用于干涉仪模式下的强度映射}。在这里，我们调查的约束条件，可从单碟模式下操作的调查，\rev{using the combined power spectrum and bispectrum signal}。在功率谱的情况下，单碟调查通常优于干涉仪调查。我们发现，相反的双谱：单碟调查是没有竞争力的干涉仪模式设计的调查。
2021-04-16 astro-ph.CO
Non-Gaussianity and the CMB Bispectrum: confusion between Primordial and Lensing-Rees Sciama contribution?
我们重新预测预期的宇宙微波背景双谱信号的初级透镜Rees-Sciama相关性，我们指出，它可以是一个显着的污染物的双谱信号从原始的非高斯的本地类型。这种非高斯性通常由非高斯参数f_NL参数化，例如在多场暴胀中出现。特别是这两个信号是频率无关的，并最大化近压缩配置。虽然他们的详细尺度依赖性和谐波印记是不同的通用双谱形状，我们表明，如果不包括在建模中，初级透镜Rees-Sciama贡献产生一个有效的f_{NL}为10时，使用双谱估计优化局部非高斯。考虑到预期的1-sigma误差f_{NL}是< 10从即将到来的实验，我们得出结论，从这个信号的贡献必须包括在未来的约束f_{NL}从宇宙微波背景双谱。
2009-12-09 astro-ph.CO
Non-local bias in the halo bispectrum with primordial non-Gaussianity
原始的非高斯性会导致坍缩晕的密度相对于底层物质密度的尺度依赖性偏差。星系的功率谱已经提供了本地型原始非高斯互补的限制，从宇宙微波背景（CMB），而双谱包含额外的形状信息，并有可能在未来超越CMB的限制。我们开发的偏差模型的晕密度对比度存在的本地型原始非高斯性，推导出一个二元扩展到二阶的本地线性物质密度对比度和本地引力势在拉格朗日坐标。物质密度的非线性演化在晕模型中引入了非定域潮汐项。此外，在拉格朗日框架中的局部型非高斯性的存在导致一个新的非局部对流项在欧拉框架中，这是成比例的位移场时，超越球坍缩近似。我们使用一个扩展的Press-Schechter方法来评估晕质量函数，从而晕双谱。我们发现，包括这些非本地项的晕双谱可以导致高达$25\%$的某些配置，在大尺度上或在高红移的校正。
2015-06-10 astro-ph.CO hep-th
Multitracer technique for galaxy bispectrum - An application to constraints on non-local primordial non-Gaussianities -
我们探讨了使用星系双谱与多示踪技术作为一个可能的探头的原始非高斯性。我们预测了未来的约束的非线性参数，$f_{\rm NL}^{\rm eq}$和$f_{\rm NL}^{\rm orth}$，分别表征等边型和正交型原始双谱，并表明，多示踪剂分析将是有效的，减少宇宙方差噪声，如果星系的数量密度足够高。我们发现，未来星系巡天对星系双谱的测量可以达到比目前宇宙微波背景观测更高水平的对非局域型原初非高斯性的约束。
2017-09-11 astro-ph.CO
Fast Estimation of Gravitational and Primordial Bispectra in Large Scale Structures
我们提出了一个快速估计的全暗物质的三维粒子分布的双谱依赖于一个可分离的模态展开的双谱的实现。精确双谱估计的计算成本相对于仿真演化是可以忽略的，因此各向同性双谱可以在评估功率谱时用作标准诊断。作为一个应用程序，我们测量的引力和原始暗物质双谱的演化$N$体模拟高斯和非高斯初始条件的本地，等边，正交和扁平的形状。将结果与使用3D可视化，3D形状相关性和累积双谱信噪比的理论模型进行比较，所有这些都可以非常快速地进行评估。我们测量的双谱由$\mathcal{O}(50)$系数确定，它可以用作非线性区域和非高斯初始条件下的拟合公式。在非线性制度与$k<2h\,\mathrm{Mpc}^{-1}$，我们发现一个很好的相关性之间的测量暗物质双谱和一个简单的模型的基础上的“恒定”双谱加上（非线性）树级引力双谱。在相同的范围内的非高斯模拟，我们发现一个很好的相关性之间的测量额外的双谱和一个恒定的模型加上（非线性）树级原始双谱。我们证明了非高斯双谱的常数贡献可以理解为引力双谱中常数模的时移，这是由单晕模型激发的。该额外的非高斯常数贡献的最终振幅与原始双谱中的常数模式的初始振幅直接相关。我们还评论了规则网格和玻璃初始条件对双谱的影响。
2012-07-24 astro-ph.CO
CMB bispectrum from primordial magnetic fields on large angular scales
原始磁场导致非高斯信号在宇宙微波背景（CMB），即使在最低阶，磁应力，和温度各向异性，它们诱导，依赖于二次的磁场。相比之下，宇宙微波背景辐射的非高斯性是由暴胀标量扰动引起的，它只作为高阶效应出现。我们在这里提出了一种新的探针的随机原始磁场，利用其诱导的特征CMB非高斯。特别是，我们计算的CMB双谱（$b_{l_{_1}l_{_2}l_{_3}}$）诱导的随机原生场大角度尺度。我们发现一个典型的值$l_1(l_1+1)l_3(l_3+1) b_{l_{_1}l_{_2}l_{_3}} \sim 10^{-22}$，磁场的强度$B_0 \sim 3$纳米高斯和一个近尺度不变的磁谱。目前对双谱的观测限制允许我们对$B_0 \sim 35$纳米高斯设置上限，这可以通过包括对双谱的其他磁感应贡献来改善。
2009-09-03 astro-ph.CO
Reduced bispectrum seeded by helical primordial magnetic fields
本文研究了螺旋形原初磁场（PMF）对宇宙微波背景（CMB）约化双谱的影响。我们推导了螺旋磁场的三点统计量，并数值计算了共线结构中的偶分布。然后，我们数值计算的CMB减少双谱引起的被动和补偿保偏光纤模式在大角度尺度上。由于场的螺旋项，双谱上有一个负信号，我们还观察到，对双谱的最大贡献来自因果场的非零IR截止，与两点相关的情况不同。对于负的光谱指数，减少的双谱增强的被动模式。这给出了给定特征标度上的磁场的平均幅度的上限的下限值。然而，在双谱中的高IR截止值和磁场的螺旋项放松了该约束。这表明了红外截止和螺旋度在研究CMB观测PMF性质中的重要性。
2017-06-12 astro-ph.CO
Bispectrum from five-dimensional inflation
High Energy Physics Research Unit, Faculty of Science, Chulalongkorn University（朱拉隆功大学理学院高能物理研究组）
五维膨胀通过产生不同于四维的双谱，解释了原始密度扰动的非高斯性特征。
2025-07-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
General CMB and Primordial Bispectrum Estimation I: Mode Expansion, Map-Making and Measures of f_NL
我们提出了两个双谱估计方法，可适用于一般的不可分离的原始和CMB双谱的详细实现。该方法利用双谱模式分解域上的允许波数或多极值。给出了从对称四面体多项式构造的具体模式示例，证明了已知双谱的快速收敛性。我们使用这些模式来生成模拟的CMB地图的高分辨率（l > 2000）给定一个任意的原始功率谱和双谱或一个任意的晚时间CMB角功率谱和双谱。通过从观测图中提取相同的可分基函数的系数，我们能够对给定的理论模型给出一个有效的和一般的f_NL估计。该估计器有两个版本，比较原始或晚期的理论和观测系数，因此涵盖了更广泛的模型，包括次级各向异性，透镜和宇宙弦。我们提供的例子和验证的两个f_NL估计方法直接比较模拟在WMAP现实的背景下。此外，我们展示了如何使用这些模式扩展从观测地图中提取完整的双谱，而不管所研究的理论模型。我们还提出了一个通用的双谱参数F_NL的定义，更一致的理论模型之间的比较。我们得到了等边模型f_NL的WMAP5估计，它们与我们的原始估计和后期估计是一致的，也与文献中已发表的结果一致.这些一般的双谱估计方法应证明是有用的普朗克卫星数据中的非高斯分析，以及在其他情况下。
2009-12-30 astro-ph.CO
The halo squeezed-limit bispectrum with primordial non-Gaussianity: a power spectrum response approach
模拟晕双谱的非线性仍然是现代宇宙学的一个主要挑战，特别是对于正在进行和即将进行的大尺度结构观测，以研究暴胀物理。“功率谱响应”提供了一个解决方案，双谱在所谓的压缩极限，其中一个波数比其他两个小得多。作为第一步，我们证明了从二阶标准微扰理论计算的晕压缩极限双谱与线性晕功率谱对大尺度密度和势涨落的响应精确一致。由于Halo功率谱响应可以直接获得任意小尺度的分离宇宙模拟，响应方法提供了一种新的和强大的技术建模的非线性Halo压缩极限双谱。
2017-05-26 astro-ph.CO
Primordial non-Gaussianity in the Bispectrum of the Halo Density Field
对于线性高斯场，双谱为零，因此是宇宙密度场中非线性和非高斯性的灵敏探针。因此，在晕密度场中检测到双谱将使早期宇宙中的非高斯过程受到严格约束，并允许推断驱动膨胀的动力学。我们提出了一个树级推导的晕双谱所产生的非线性聚类，非线性偏置和原始非高斯。一个图形描述的开发提供了一个直观的理解的贡献条款和它们的依赖规模，形状和非高斯参数fNL。我们计算的条款的基础上的多元偏差扩展和峰值背景分裂方法，并表明非高斯修改的偏差参数导致放大的树级双谱，在以前的研究中被忽略。我们的结果是在一个很好的协议与出版的模拟测量晕双谱。最后，我们估计预期的信号噪声fNL和显示，可从双谱分析的约束显着超过一个可从功率谱分析。
2011-08-17 astro-ph.CO
Non-Gaussian Features of Primordial Gravitational Waves
通过构造张量双谱非线性参数的模型无关模板，我们探索了原初引力波可能的非高斯特征。我们的分析是基于通货膨胀的有效场论，它不依赖于特定的模型，因此结果是相当通用的。分析进一步表明，压缩极限张量双谱的检测概率比等边极限张量双谱的检测概率高得多。我们还讨论了在即将到来的CMB飞行任务的可探测性的前景。
2018-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Shapes of primordial non-Gaussianities in the Horndeski's most general scalar-tensor theories
在Horndeski的最一般的标量张量理论中，我们导出了在对首阶项进行慢变修正的情况下，单场暴胀过程中产生的标量非高斯性的三点关联函数。与以前的作品不同，由此产生的双谱是有效的任何形状的非高斯。例如，在压缩极限中，这就产生了与Maldacena在标准单场慢卷暴胀中导出的一致性关系相同的一致性关系。我们估计的形状接近压缩的一个，在该效果的长期成反比的标量传播速度平方开始有助于双谱。我们还表明，首阶双谱可以表示为两个方便的基地，其形状是高度相关的等边和正交型分别的线性组合。我们提出了具体的模型，其中正交和enfolded形状可以占主导地位的等边。
2013-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Foreground Biases on Primordial Non-Gaussianity Measurements from the CMB Temperature Bispectrum: Implications for Planck and Beyond
宇宙微波背景（CMB）温度双谱是目前约束原初非高斯性（NG）最精确的工具。普朗克温度数据严格限制了局域型NG：$f_{\rm NL}^{\rm loc} = 2.5 \pm 5.7$的振幅。在这里，我们计算以前被忽视的前景偏差基于温度的$f_{\rm NL}^{\rm loc}$测量，由于集成的萨克斯-沃尔夫（ISW）效应，引力透镜，热和运动学的Sunyaev-Zel'dovich效应，和宇宙红外背景。虽然标准分析已经减去了由于ISW透镜双谱引起的对$f_{\rm NL}^{\rm loc}$的显著偏差，但是在温度双谱中存在许多其他次级各向异性项。我们计算这些信号引起的对$f_{\rm NL}^{\rm loc}$的主要偏差。大部分的偏差是非黑体，因此减少了多频分量分离方法，然而，最近的分析发现，银河系外的前景是目前在普朗克分量分离的地图在不可忽略的水平。此外，普朗克FFP 8模拟不包括产生这些偏差的前景相关性。我们计算个别频率的偏差，有些是可比的统计误差栏$f_{\rm NL}^{\rm loc}$，即使是主CMB通道（100，143和217 GHz）。对于未来的实验，它们大大超过了统计误差（仅考虑温度）。或者，前景贡献可以被边缘化，但是这导致$f_{\rm NL}^{\rm loc}$上的误差条的不可忽略的增加。完整的评估将需要计算与组件分离，理想情况下使用模拟。我们还计算了等…
2018-11-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Flattened bispectrum of the scalar-induced gravitational waves
本文研究原初黑洞形成影响下标量诱导引力波（SIGWs）的本征非高斯性，引入振荡平均方案考察高斯原初曲率扰动谱宽的影响，发现窄谱宽可增强其非高斯性。
2025-04-17 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on long-lived, higher-spin particles from galaxy bispectrum
在暴胀过程中，具有自旋的大质量粒子的存在导致了原始曲率波动的关联函数上的明显特征。特别地，原始扰动的双谱获得由粒子的自旋确定的角度依赖性，其可以用于设置对这种粒子的存在的约束。如果这些粒子在超哈勃尺度上是长寿命的，例如部分无质量粒子，它们对曲率扰动的关联函数的影响将不会受到抑制。在本文中，我们预测如何以及这种角度依赖性可以约束即将到来的EUCLID光谱调查通过测量星系双谱。
2018-08-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The intrinsic bispectrum of the Cosmic Microwave Background [PhD thesis]
CMB双谱是研究令人兴奋的新物理学的一个潜在窗口，因为它对原始波动中的非高斯特征很敏感，这些波动与演变成今天的行星、恒星和星系的波动相同。然而，这些宝贵的信息可能会被筛选，因为并非所有观察到的非高斯性都是原始起源的。事实上，由于非线性动力学，即使在完全高斯初始条件下也会出现双谱，例如CMB光子散射自由电子并在非均匀宇宙中传播。在这篇论文中，我以一种教学的方式向读者介绍这种内在的双谱，它是从宇宙学的标准模型和宇宙学扰动理论（宇宙学家用来揭示宇宙历史的工具）建立起来的。在这样做，我介绍$\text{SONG}$，一个新的和有效的代码求解二阶爱因斯坦和玻尔兹曼方程。接下来，我将回答一个关键问题：固有双谱是否会屏蔽CMB中的原始信号？使用$\text{SONG}$，我计算的内在双谱，并显示其污染如何导致一个小的偏见，在估计原始非高斯，一个伟大的消息，使用CMB数据探测原始非高斯的前景。
2015-12-03 astro-ph.CO hep-th
Constraining primordial and gravitational mode coupling with the position-dependent bispectrum of the large-scale structure
我们开发和研究的位置相关的双谱。它是最近提出的位置相关功率谱方法测量压缩极限双谱的推广。位置相关的双谱可以类似地用于测量其中一个波长比其他三个波长长得多的压缩极限三谱。在这项工作中，我们将主要考虑的情况下，其中三个较小的波长几乎相同（等边配置）。我们使用的Fisher信息矩阵预测约束的偏置参数和原始三谱的振幅从位置相关的双谱方法。我们发现，该方法可以约束本地型$g_{\rm NL}$在一个大容量的SPHEREx类调查的水平$σ(g_{\rm NL}^{\rm local}) \approx 3 \times 10^5$;改进可以预期包括所有的三角形配置的双谱，而不仅仅是等边配置。然而，相同的测量也将约束比局部$g_{\rm NL}$模型大得多的三谱族。我们讨论的影响，预测达到未来的调查超宇宙方差的不确定性从原始的非高斯性。
2016-11-01 astro-ph.CO
Optimal limits on primordial magnetic fields from CMB temperature bispectrum of passive modes
我们调查的原始磁场（PMF）的强度从宇宙微波背景（CMB）的强度（温度）模式的双谱的PMF各向异性应力的标量和张量分量的自相关和交叉相关的双谱的界限。首先，我们构造了由任意微扰组成的保偏光纤的CMB强度和偏振双谱的一般公式。然后，我们推导出一个近似的表达式，跟踪的CMB双谱的确切形状，以减少计算时间相对于大量的多极配置，也表明，来自PMFs的非高斯结构被归类为本地型配置。在此基础上，利用仪器噪声信息和分辨率信息计算信噪比，得到了磁谱近似尺度不变时的磁场强度的期望上界（$n_B = -2.9$），分别以$B_{1 \rm Mpc} < 4.0 - 6.7 {\rm nG}$和$3.8 - 6.5 {\rm nG}$从WMAP和普朗克实验中以95%置信水平在$1 {\rm Mpc}$尺度上平滑，这取决于从$10^{14} {\rm GeV}$到$10^3 {\rm GeV}$的磁场产生的能量尺度。我们的新结果意味着先前粗略讨论的略微高估。
2012-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Signatures of Primordial non-Gaussianities in the Matter Power-Spectrum and Bispectrum: the Time-RG Approach
利用时间重整化群方法研究了宇宙学暗物质密度扰动非线性演化中的原初非高斯性效应。该方法通过求解控制引力不稳定性动力学的类重整化群方程，改进了标准微扰法。从暗物质密度对比度和速度场构造的原始双谱表示重整化群流的初始条件。我们考虑局部，等边和折叠形状的初始非高斯性和分析，以及在其中的非线性参数f_{NL}参数化的强度的非高斯性取决于在傅立叶空间中的动量通过幂律关系，所谓的运行非高斯性的情况下。对于本地模型的非高斯性，我们比较我们的研究结果与最近的N体模拟的功率谱，发现他们准确地拟合N体数据波数k \sim 0.25 h/Mpc在z=0。我们还提出了预测的（减少）物质双谱的各种形状的非高斯。
2010-03-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
CMB B-mode auto-bispectrum produced by primordial gravitational waves
暴胀产生的引力波会在宇宙微波背景（CMB）中产生极化图样。在最一般的具有二阶场方程的标量场理论中，引力波的非高斯性只有两种。一个来源于广义相对论中固有的非高斯性，另一个来源于爱因斯坦张量与标量场的动力学项之间的导数耦合。我们计算这些非高斯性引起的偏振双谱，通过转换成可分离的形式，凭借拉普拉斯变换。结果表明，如果后一个耦合参数取一个非常大的值，未来的实验只能检测到新的一个，然而，这并不违背目前的观测数据。
2017-04-28 astro-ph.CO gr-qc
An Estimate of the Primordial Non-Gaussianity Parameter f_NL Using the Needlet Bispectrum from WMAP
我们使用球形针状体的全双谱应用于宇宙微波背景的WMAP数据作为原始非高斯参数f_NL的估计。我们使用l_max=1000的针状标度和KQ 75银河系切割，发现f_NL=84 +/- 40校正了点源偏差。我们还引入了一组一致性测试，以验证我们的结果对前景残差或系统误差的可能影响。特别是，从不同的频率通道，不同的掩模和不同的多极子得到的f_NL值的波动进行了测试对模拟地图。发现f_NL估计的所有变化与模拟在统计上一致。
2009-06-16 astro-ph.CO
Primordial trispectra and CMB spectral distortions
研究了宇宙微波背景温度（T）各向异性和化学势（$μ$）畸变之间的相关性产生的$TTμ$双谱，分析了它对原初局域三谱参数$g_{\rm NL}$和$τ_{\rm NL}$的依赖性.我们交叉检查我们的结果，通过比较完整的双谱计算与预期从一般的物理参数，根据预测的形状$μ$ -T的相关性从短和长的扰动模式之间的耦合引起的原始非高斯性。我们表明，$both$ $g_{\rm NL}$和$τ_{\rm NL}$ -原始三谱源的一部分，一个非零的$TTμ$信号，相反的$μμ$自相关函数，这是敏感的，只有$τ_{\rm NL}$ -组件。一个简单的基于Fisher矩阵的预测表明，未来的宇宙方差主导实验原则上可以使用$TTμ$检测$g_{\rm NL} \sim 0.4$和$τ_{\rm NL} \sim 40$。
2016-03-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Squeezing $f_{\rm NL}$ out of the matter bispectrum with consistency relations
我们展示了如何使用一致性关系来鲁棒地从物质双谱的压缩极限中提取局部原始非高斯性（$f_{\rm NL}$）的振幅，以及进入非线性区域。首先，我们导出了压缩双谱中的主导项与原初非高斯性之间的非微扰关系，修正了文献中的一些结果。这个关系，然后使用成功地测量$f_{\rm NL}$从$N$体模拟。我们讨论了我们的结果对不同尺度削减和红移的依赖性。具体而言，分析是强烈依赖于最小的软动量，$q_{\rm min}$，这是最敏感的原始双谱的贡献，但在很大程度上是独立的最大的硬动量，$k_{\rm max}$的选择，由于非高斯性质的协方差。我们还展示了如何在更高的红移，由于减少了非对角协方差的约束$f_{\rm NL}$改善。特别地，对于使用$f_{\rm NL} = 100$和一定体积的$(2.4 \text{ Gpc}/h)^3$的模拟，我们测量了红移$z=0$处的$f_{\rm NL} = 98 \pm 12$和$z=0.97$处的$f_{\rm NL} = 97 \pm 8$。最后，我们将我们的结果与Fisher预测进行了比较，结果表明，当前版本的分析令人满意地接近Fisher误差。我们认为这是第一步，现实应用的一致性关系，约束原始的非高斯使用的意见。
2023-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining Primordial non-Gaussianity with Bispectrum and Power Spectum from Upcoming Optical and Radio Surveys
我们预测约束的原始非高斯性（PNG）和偏差参数的测量星系功率谱和双谱在未来的无线电连续谱和光学调查。在星系双谱中，我们考虑了一个全面的影响列表，包括非高斯初始条件下的偏差扩展到二阶，红移空间扭曲，红移的不确定性和理论误差。所有这些影响都首次合并在一个单一的PNG预测中。此外，我们改进了双谱模型在以前的预测，占三谱的贡献。所有效应都会对最终预测边界产生影响，而最终预测边界会因调查类型而异。我们发现，双谱可以导致改进的一个因素$\sim 5$的基础上单独的功率谱的界限，导致显着更好的约束本地型PNG，相对于当前的限制从\textit{Planck}。未来的无线电和测光测量可能会获得$σ(f_{\mathrm{NL}}^{\mathrm{loc}}) \approx 0.2$的测量误差。在等边PNG的情况下，星系双谱可以改善目前的界限，只有当显着改善在未来的红移测定，大体积，测光或无线电调查可以实现。对于正交非高斯性，预期约束通常与当前约束相当。
2018-05-03 astro-ph.CO
Primordial Magnetic Field Limits from Cosmic Microwave Background Bispectrum of Magnetic Passive Scalar Modes
原始磁场导致非高斯信号的宇宙微波背景（CMB），即使在最低阶，磁应力和温度各向异性，它们诱导依赖于二次磁场。相比之下，宇宙微波背景辐射的非高斯性是由暴胀标量扰动引起的，它只作为高阶效应出现。除了补偿标量模式，随机原生磁场也产生标量各向异性应力，保持未补偿，直到中微子去耦。这就产生了一种类似绝热的标量扰动模式，此后被动地演变（称为被动模式）。我们计算CMB约化双谱（$b_{l_{_1}l_{_2}l_{_3}}$）引起的被动模式，通过萨克斯-沃尔夫效应，在大角度尺度上的来源。对于任何配置的双谱，采取部分总和模式耦合项，我们发现一个典型的值$l_1(l_1+1)l_3(l_3+1) b_{l_{_1}l_{_2}l_{_3}} \sim 6-9 \times 10^{-16}$，磁场的$B_0 \sim 3$ nG，假设一个几乎标度不变的磁谱。我们还评估，在充分的，双谱的压缩共线配置在所有角模式耦合项，并找到$l_1(l_1+1)l_3(l_3+1) b_{l_{_1}l_{_2}l_{_3}} \approx -1.4 \times 10^{-16}$。这些值比先前计算的磁补偿标量模式CMB双谱大$\sim 10^6$倍以上。从WMAP 7数据的双谱的观测限制，使我们能够设置上限的$B_0 \sim 2$ nG的宇宙磁场的原始起源的现值。这比基于补偿模式双谱的$B_0$的早期限制严格…
2010-09-14 astro-ph.CO
Quantifying the Redshift Space Distortion of the Bispectrum I: Primordial Non-Gaussianity
红移空间双谱的各向异性包含了丰富的宇宙学信息。该各向异性取决于三个矢量${\bf k_1,k_2,k_3}$相对于视线的取向。在这里，我们已经分解的红移空间双谱的球谐完全量化这种各向异性。为了说明这一点，我们考虑线性红移空间失真的双谱所产生的原始非高斯性。在平面平行近似中，只有前四个偶$\ell$多极子具有非零值，我们给出了所有非零多极子的显式解析表达式{ \it，即}直至$\ell=6,m=4$。不同的多极矩与实空间双谱的比值仅取决于线性红移畸变参数$β_1$和三角形的形状。考虑到所有可能形状的三角形，我们研究了这个比率如何取决于$β_1=1$的三角形形状。我们还研究了一些极端三角形形状的$β_1$依赖性。如果将来测量，这些多极矩具有约束$β_1$的潜力。如果人们希望用红移巡天来约束$f_{\text{NL}}$，这里给出的结果也很重要。
2020-01-28 astro-ph.CO
