Forecasting constraints on quintessential inflation from future generation of galaxy and CMB surveys
本文研究了未来CMB和星系巡天对$α$-吸引子框架内典型暴胀模型的约束力,发现CMB-S4、LiteBIRD和Euclid的协同作用可显著收紧模型参数,从而区分不同实现并验证其吸引子行为。
2025-06-27 astro-ph.CO
Constraints on Brane-World Inflation from the CMB Power Spectrum: Revisited
我们分析了兰德尔Sundrum膜世界的通货膨胀的背景下,从普朗克最新的CMB限制。我们总结了最流行的模型类的限制,并探讨了一些更现实的暴胀有效的潜力。标准暴胀参数的约束在膜世界的情景中发生了变化。我们确认,在一般情况下,膜世界的情况下增加张量标量比,从而使这种范式不太符合普朗克约束。事实上,当BICEP 2/Keck约束被包括在内时,膜世界情景中的所有单项势与标准情景相比都变得不受欢迎。然而,对于自然暴胀,由于在膜世界暴胀结束之前允许的e折叠数N的值更大,膜世界的情况更适合约束。
2018-03-16 astro-ph.CO
Testing non-minimally coupled inflation with CMB data: a Bayesian analysis
我们使用最新的宇宙微波背景(CMB)数据进行贝叶斯统计分析和讨论的观测可行性的暴胀模型与非最小耦合,~ $ξ$,暴胀场和Ricci标量之间。我们列举了我们的分析,以两个例子的小和大的领域的通货膨胀模型,即科尔曼-温伯格和混乱的四次潜力。我们发现:(1)$ξ$参数与原始振幅密切相关;(ii)虽然改进了与$r - n_s$平面中CMB数据的一致性,其中$r$是张量-标量比,而$n_s$是原始谱指数,但非零耦合相对于最小耦合的标准$Λ$ CDM模型是非常不利的,因为$ξ$参数的贝叶斯因子(赔率)的上限大于$150:1$。
2017-07-20 astro-ph.CO
The role of CMB spectral distortions in the Hubble tension: a proof of principle
虽然$Λ$ CDM模型的早期和晚期修正都被提出来解决哈勃张力,但令人信服的论点表明,要想成功解决这个问题,它需要修改宇宙在重组之前的膨胀历史。这大大增加了精确的CMB观测的重要性,在这封信中,我们提出了CMB光谱失真的论点,强调了它们在约束模型中的潜在作用,这些模型在标准$Λ$ CDM参数中引入了显着的变化,例如标量光谱指数,试图解决哈勃张力。
2020-09-17 astro-ph.CO
Inflation in de Sitter spacetime and CMB large scales anomaly
研究了早期宇宙中宇宙学常数型暗能量的影响。这是适应了一个新的色散关系德西特时空。我们使用CosmoMC软件包与最近发布的Planck TT和WMAP偏振数据集进行全局拟合,以探索宇宙学参数空间。利用整体拟合的结果,我们计算了一个新的CMB温度-温度谱。与基于$Λ$ CDM模型的TT谱相比,在大尺度下,该方法得到的TT谱具有更低的功率。
2014-12-16 astro-ph.CO
Probing higher-spin fields from inflation with higher-order statistics of the CMB
我们调查的程度,宇宙微波背景(CMB)可以用来约束原始的非高斯性来自存在的自旋粒子耦合到暴胀子。我们计算了具有自旋$s$和一般质量的粒子交换所产生的$\langle TTT \rangle$和$\langle TTTT \rangle$关联函数,以及相应的宇宙方差限制CMB实验的信噪比。我们表明,已经与\emph{Planck}数据可以提高这些原始模板的振幅的理论界限的数量级。我们特别强调这样一个事实,即三谱可能是相当大的,即使双谱不是,使其成为一个主要的观察,以探索粒子的内容在通货膨胀。
2020-01-08 astro-ph.CO
Measuring CMB non-Gaussianity as a probe of Inflation and Cosmic Strings
极早期宇宙的主要候选者被描述为一段快速膨胀的时期,称为暴胀。虽然标准范式调用一个单一的慢滚动场,但可以构建许多不同的模型,以适应当前的观测证据。在这项工作中,我们概述了理论和观测研究的非高斯波动模型的通货膨胀和宇宙弦-拓扑缺陷,可能会产生在非常早期的宇宙在相变。特别是,我们认为宇宙弦上的宇宙微波背景(CMB)的印记,并描述了一种形式主义的测量一般四点关联函数,或三谱,使用CMB。此外,我们描述了我们的方法的应用程序,非高斯信号中的大尺度结构的宇宙印记。这种偏离高斯性的情况通常用所谓的双谱和三谱来表示。
2011-12-26 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
CMB constraints on noncommutative geometry during inflation
在暴胀初期时空是非对易的假设下,我们研究了密度扰动的原初功率谱。由于时空的非对易性,原初功率谱可能失去旋转不变性。利用k-暴胀模型和慢滚近似,我们证明了原初功率谱对转动不变性的偏离依赖于非对易长度尺度L_s的大小,而不依赖于声速。我们约束的贡献,从时空的非对易性的协方差矩阵的谐波系数的CMB各向异性使用五年WMAP CMB地图。我们发现L_s的上界依赖于声速和慢滚参数的乘积。用WMAP五年观测结果的宇宙学参数估计该乘积,在99.7%置信水平下,L_s的上界小于10^{-27} cm。
2010-09-11 astro-ph.CO
Stokes parameters spectral distortions due to the Sunyaev-Zel'dovich effect and an independent estimation of the CMB low multipoles
考虑了各向异性宇宙微波背景(CMB)辐射对星系团的康普顿散射(Sunyaev-Zel' dovich效应,SZ)引起的Stokes参数频谱畸变。我们挑出一种非常特殊的扭曲类型,并找到简单的分析公式。我们表明,这种失真有一个非常独特的光谱形状,可以从其他种类的污染物分离。我们证明,这种效果给我们一个机会,独立估计的低多极角CMB各向异性,如偶极,四极和八极。我们还表明,使用扭曲的信号从附近和遥远的集群,可以区分萨克斯-沃尔夫和综合萨克斯-沃尔夫效应。通过高角分辨率和高灵敏度的空间任务,如即将进行的毫米波空间观测实验,可以探测到这种畸变。
2020-06-28 astro-ph.CO
From WMAP to Planck: Exact reconstruction of 4- and 5-dimensional inflationary potential from high precision CMB measurements
我们做了一个更一般的测定在标准的4-D和5-D单场暴胀的情况下,通过精确重建的动态暴胀的潜力在可观察的通货膨胀与最小数量的假设:计算不假设慢滚近似,是有效的,在所有制度,如果该领域是单调滚动其潜力。利用为5-D单场暴胀模型发展的{ \em Hamilton-Jacobi}形式,通过对精确模方程积分,计算了标量和张量扰动的振幅与尺度的关系.我们分析了在确定通货膨胀后的再加热温度的理论不确定性对通货膨胀的可观察预测的影响,并评估其对标准通货膨胀一致性关系的退化的影响。
2009-10-10 astro-ph.CO
Stage IV CMB forecasts for warm inflation
基于未来CMB巡天数据预测对暖暴胀的约束,发现CMB-S4、Simons Observatory和LiteBIRD及其联合观测能显著收紧四次势下四个暖暴胀模型的参数空间,有效区分甚至排除部分模型。
2025-04-03 astro-ph.CO
Calibrating the BAO scale using the CMB: Lifting the degeneracy between geometric and dynamic distortions using the sound horizon from the CMB
星系分布的几何畸变(Alcock-Paczynski)和动力畸变(红移空间)之间的简并性一直是宇宙大尺度结构研究中的一个长期存在的问题。我们用重子声学振荡(BAO)标度作为已知物理尺度(声视界r_s ~ 150 Mpc)的一个特征,研究了提升这种简并度和限制宇宙学参数的可能性。我们用宇宙微波背景(CMB)中的等效特征标度了这个标度。首先,我们构建了一个玩具模型的功率谱,其中包括BAO以及几何和动态失真。通过在约1%的声视界上增加一个先验,我们用Fisher矩阵分析表明,对于20(Gpc/h)^3的包含散粒噪声的类DESpec/BigBOSS星系巡天,视线和切向畸变参数的误差椭圆缩小了2倍。这种改善在较小的调查中更为明显。我们还对我们的参数空间进行了Monte Carlo嵌套抽样分析。我们发现,蒙特卡罗和费舍尔方法可以同意相当不错的调查量大,但差异很大,小批量的调查。
2011-11-10 astro-ph.CO
Is natural inflation in agreement with CMB data?
本文研究自然暴胀模型与CMB数据的兼容性,发现小的负非最小耦合可缓解观测差异,并通过MCMC分析估计所需耦合强度,为模型物理解释提供启示。
2024-04-21 astro-ph.CO
Disentangling CMB $μ$ and $y$ spectral distortions from foregrounds with poorly defined spectral shapes
提出最小响应法(LRM)线性分离CMB $\mu$ 和 $y$ 谱畸变与谱形不佳的前景,优于mILC方法,并确定望远镜光学系统最佳温度。
2025-09-24 astro-ph.CO
CMB spectral distortions from the decay of causally generated magnetic fields
我们改进了以前的计算由于原始磁场衰减的CMB频谱失真。我们的研究重点是在电弱和QCD相变中因果产生的磁场。我们还考虑了螺旋磁场的衰减。我们表明,在电弱或QCD尺度产生的非螺旋磁场的衰减产生$μ$和$y$型失真低于$10^{-8}$这可能是无法检测到的未来PIXIE类实验。我们表明,在电弱尺度产生的磁场必须有一个螺旋度分数$f_*>10^{-4}$,以产生可检测的$μ$型扭曲。因此,来自磁场衰减的正检测将排除非螺旋原始磁场,并提供磁螺旋度的下限。
2015-08-07 astro-ph.CO
Revisiting CMB constraints on Warm Inflation
我们重新审视了普朗克2015年的温度,偏振和透镜数据对暖膨胀参数的约束。为此,我们研究了在弱耗散区中由具有四次自相互作用势的单个标量场驱动的暖暴胀。我们分析了暖暴胀参数,即暴胀子自耦合$λ$和暴胀子耗散参数$Q_P$对CMB角功率谱的影响。我们通过使用公开可用的代码{ \tt CosmoMC}执行马尔可夫链蒙特卡罗分析,使用完整的普朗克2015数据(TT,TE,EE + lowP和透镜)对50和60个e折叠数的$λ$和$Q_P$进行约束,并获得这些参数的联合分布和边缘分布。我们提出了我们的结果的平均值和68 \%的置信限的参数的形式,并强调在我们的分析$λ$和$Q_P$之间的退化。从这个分析中,我们展示了如何使用普朗克2015年的数据来很好地约束暖膨胀参数。
2018-02-07 astro-ph.CO
Spectral Distortion of the CMB by the Cumulative CO Emission from Galaxies throughout Cosmic History
我们发现,在整个宇宙历史中,星系的累积CO排放扭曲了宇宙微波背景(CMB)的光谱,其水平远高于未来仪器的检测限,如原始膨胀探测器(PIXIE)。建模的CO信号在100-200 GHz的频率间隔中具有显著的凸起,具有~ 2 $\times$ 10 $^{-23}$ W m $^{-2}$ Hz $^{-1}$ sr $^{-1}$的特征峰值强度。大部分的CO前景来源于适度的红移,z ~ 2-5,并且需要有效地去除来自早期宇宙的更微妙的扭曲。
2016-02-16 astro-ph.CO
Non-Gaussianity in Cosmology: from Inflation to the CMB
暴胀扰动的非高斯性,如双谱(或三点相关器)中所编码的那样,已经成为区分暴胀模型的一个重要的额外方式,超越了功率谱的线性高斯扰动量。这篇论文回顾了我在这些非高斯性的理论和观测方面的工作。在第一部分中描述了一种形式主义,称为长波形式主义,它提供了一种方法来计算多场暴胀中的非高斯性。这种形式主义的各种类别的模型,以及其扩展的应用程序,也被处理。在第二部分中的估计,称为面元双谱估计,它允许从数据的宇宙微波背景辐射(CMB)的非高斯信息的提取。特别是,它是应用于普朗克卫星数据的三个估计值之一,以提供目前对原始非高斯性的最佳约束。各种扩展的估计和所得结果进行了讨论。
2021-07-22 astro-ph.CO
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
Heliosheath Synchrotron Radiation As A Possible Source For The Arcade 2 CMB Distortions
这份简短的笔记推测,最近报道的残留CMB信号[Seiffert et al 2009]可能起源于太阳的日鞘。导出了一个与Seiffert等人的拟合函数具有相同幂律形式的温度谱函数。特别地,隐含了+2的谱指数。厚度约为1AU的光学薄辐射壳可以匹配所需的1K度幂律振幅。基于Alfven的日球电流模型,以相对论电子的嵌入双层为能量源,讨论了日鞘磁场的可能机制。
2009-02-02 astro-ph.CO
Future Steps in Cosmology using Spectral Distortions of the Cosmic Microwave Background
自从90年代中期COBE/FIRAS的测量以来,我们知道在平均温度T0~2.726K范围内,宇宙微波背景(CMB)的能谱非常接近理想黑体的能谱。然而,一些早期宇宙过程预计会造成CMB光谱失真-平均CMB能谱偏离黑体-在当今技术范围内的水平。这为研究CMB光谱失真的物理学提供了强大的动力,并询问这些小信号可能能够告诉我们关于我们所生活的宇宙的信息。在这次演讲中,我将对最近的理论和实验发展进行粗略的概述,解释为什么未来对CMB的光谱测量将为早期宇宙和粒子物理学打开一扇未经探索的新窗口。我将介绍不同类型的扭曲,它们如何演变和热化,并强调一些可能导致它们的物理过程。我希望能够说服你,CMB光谱扭曲可以在CMB宇宙学中开辟一条令人兴奋的新道路,这是对计划和正在进行的原始B模式偏振信号搜索的补充。因此,作为今后几十年活动的一部分,应非常认真地考虑频谱失真问题。
2018-06-07 astro-ph.CO
Slow roll inflation and BB mode angular power spectrum of CMB
考虑压缩真空态中的原初引力波,在各种暴胀模型下,得到了宇宙微波背景辐射的BB模角关联功率谱,并与BICEP 2/Keck阵列和Planck 353 GHz数据的联合分析结果进行了比较.目前的结果可能会限制几个模型的通货膨胀。
2015-12-10 astro-ph.CO gr-qc
CMB all-scale blackbody distortions induced by linearizing temperature
宇宙微波背景(CMB)实验,如WMAP和普朗克,测量强度各向异性,并使用线性化公式将其与温度黑体波动联系起来。然而,该过程也在映射中生成y型失真形式的信号,其与热Sunyaev Zel'dovich(tSZ)效应退化。这些都是温度涨落的二级效应,不是来自原始物理学,而是来自制图过程的这种限制。它们构成了测量的污染物:我们特有的速度,tSZ和原始的y-扭曲。然而,它们可以被很好地建模和解释。我们表明,产生的失真从泄漏的CMB偶极子到y-通道耦合到所有的多极,主要影响范围$\ell$ < ~400。这应该在普朗克的y-图中可见,估计信噪比约为12。然而,我们注意到,这样的频率依赖性条款进行CMB偶极子的性质没有新的信息。这意味着普朗克的多普勒耦合测量的真正意义实际上低于合作报告。最后,我们量化了tSZ和原始y型畸变的污染水平,并表明它高于拟议的下一代CMB实验的灵敏度。
2016-08-14 astro-ph.CO
Neutrinogenic CMB spectral distortions
该研究提出利用CMB谱畸变缓解有效中微子数无法唯一确定辐射源的简并问题,分析中微子产生的CMB谱畸变机制,指出二者协同可探测以中微子耦合为主的隐藏区,拓展联合实验的参数探测空间。
2025-10-06 astro-ph.CO hep-ph
Does Viscosity turn inflation into the CMB and $Λ$
考虑到宇宙微波背景辐射产生的熵,我们可以得到一个简单的宇宙演化模型,这个模型表明了观测到的小加速度项和封闭宇宙早期膨胀之间的联系。从这一点上,我们发现了一个意想不到的关系之间的欧米茄的宇宙学和计算的总体积的宇宙。
2017-07-24 astro-ph.CO gr-qc
Parameterization of temperature and spectral distortions in future CMB experiments
宇宙微波背景辐射的光谱畸变是由康普顿与电子的碰撞引起的。我们回顾了各种计划来表征各向异性CMB与非普朗克谱。我们主张使用几何平均的温度矩作为首选的语言来描述这些光谱失真,无论是理论建模和观测。数值模拟更简单,矩是框架无关的,在散射方面的模式截断是准确的。
2015-01-05 astro-ph.CO gr-qc
FSD: Frequency Space Differential measurement of CMB spectral distortions
虽然宇宙微波背景在目前的实验范围内与一个完美的黑体光谱相一致,但在已知光谱特性的情况下,预计它会表现出一定的光谱失真。本文提出了一种利用亮温的频间差异来测量CMB光谱畸变的新方法--频率空间差分法(FSD)。在不存在任何失真的情况下,在不同频率下观察到的CMB温度之间的差异必须与黑体光谱的频率导数一致。然而,在存在频谱失真的情况下,所测量的频率间差也将表现出与黑体的偏差,这可以针对已知的频谱失真源(如$y\,\&\,μ$)来建模。我们的技术使用CMB黑体、$y$、$μ$或任何其他光谱失真源的FSD信息来对观察到的信号进行建模。在未来的CMB任务中成功应用这种方法可以提供一种提取光谱失真信号的替代方法,并可能使在没有内部黑体校准器的情况下测量光谱失真变得可行。
2018-01-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
Magnetic fields from inflation: The CMB temperature anisotropies
研究了宇宙微波背景温度的各向异性。除了已知的被动和补偿模式,我们讨论了膨胀的曲率扰动的磁模式,目前当磁场在膨胀过程中产生。如果生成机制是因果性的,例如相变,则不存在该模式。我们计算并讨论了这种模式对所观测到的CMB各向异性谱的影响,并与被动和补偿的模式进行了比较。我们发现,它占主导地位的CMB各向异性,并因此导致更强的约束的振幅$B_{1\,{\rm Mpc}}$和频谱指数$n_B$的磁场比通常发现在CMB分析从补偿模式。这种情况特别发生在光谱指数$n_B>-3$:暴胀磁模式总是尺度不变的,因此通过这种模式,即使是一个磁场的光谱是不是尺度不变的可以留下一个可检测的信号在大尺度的CMB。
2013-10-24 astro-ph.CO gr-qc
Constraints from CMB in the intermediate Brans-Dicke inflation
本文研究了Jordan-Brans-Dicke理论中的中间暴胀阶段。在这种情况下,我们分析对应于绝热和等曲率模式的量子涨落。我们的模型与爱因斯坦广义相对论中的中间模型进行了比较。我们根据七年的WMAP数据评估了这个模型的状态。
2011-01-24 astro-ph.CO gr-qc
CMB spectral distortions as a novel way to probe the small-scale structure problems
在这项工作中,我们考虑CMB光谱畸变作为早期宇宙中的暗物质微观物理的探针。我们表明,未来的实验,如PRISM有可能区分的情况下,提供解决方案的CDM宇宙学的小规模问题。
2017-10-09 astro-ph.CO hep-ph
Testing inflationary consistency relations by the potential CMB observations
检验所谓的一致性关系对于区分不同类型的通货膨胀模型起着重要的作用。在本文中,我们研究了可能的测试的基础上的潜在观测的宇宙微波背景(CMB)辐射,包括计划中的CMBPol任务和理想的CMB实验中,只考虑减少宇宙弱透镜污染的B模式偏振。我们发现,对于正则单场暴胀和幻影暴胀,一致性关系很难检验:对于CMBPol任务,一致性关系的检验只有当满足$r>0.14$,而对于理想实验,一致性关系的检验只有当满足$r>0.06$.然而,对于具有大非高斯信号的一般洛伦兹不变单场暴胀和绝热扰动与等曲率扰动之间具有强相关性的双场暴胀,情况可能会变得更好。我们发现,对于这两类通货膨胀的测试是可能的,如果$r\gtrsim 10^{-2}$或甚至更小的两个CMB实验。
2011-11-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Science with CMB spectral distortions
COBE/FIRAS的测量表明,CMB光谱非常接近于理想黑体。然而,在早期宇宙中有许多过程应该会造成光谱扭曲,其程度在当今技术的范围内。在这次演讲中,我将简要概述最近的理论和实验发展,解释为什么未来对CMB光谱的测量将为早期宇宙和粒子物理打开一扇未探索的窗口,可能会有非标准的惊喜,但也有几个保证的信号在等待着我们。
2014-05-27 astro-ph.CO hep-th
Inflation and primordial power spectra at anisotropic spacetime inspired by Planck's constraints on isotropy of CMB
最近,普朗克2013年的结果表明,在低-(\ell)多极的CMB温度波动的偶极功率调制的可能证据。这种反常现象可能意味着与统计各向同性的某些偏差。为了将普朗克数据纳入标准宇宙学模型,我们提出了一个各向异性时空中的极早期宇宙暴胀模型。在Randers-Finsler时空中提出了一种广义Friedmann-Robertson-Walker(FRW)度规.我们得到了具有方向依赖性的标量微扰(如偶极调制)的本征功率谱。这与普朗克观测信号的CMB各向异性的偶极功率调制是一致的。
2013-12-23 astro-ph.CO gr-qc
CMB anomalies from an inflationary model in string theory
最近的普朗克测量显示了一些大角度尺度上的CMB异常,这证实了WMAP的早期观测。我们表明,一个暴胀模型,在此之前的慢卷膨胀宇宙是在一个超级暴胀阶段,可以产生一个大规模的截断的原始功率谱,这可能不仅占大角度尺度上的功率抑制,但也是一个大的偶极功率不对称的CMB。我们讨论我们的模型在弦论中的实现。
2013-11-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
CMB statistics in noncommutative inflation
考虑到量子引力的一般效应,非对易几何可以在很短的距离上提供有效的物理描述。暴胀将早期宇宙中微小的量子涨落放大到宏观尺度,因此可能在宇宙学扰动中留下高能物理特征,这些特征可以在CMB中检测到。它在这里示出,这可能会引起奇偶违反调制的原始频谱和奇非高斯签名。宇宙微波背景辐射的旋转不变性的破坏提供了对非对易性尺度的限制,这与现有的非宇宙学边界是竞争性的,并且可以解释在天空中观察到的奇怪的半球不对称性。这也引入了具有特殊形状和尺度依赖性的非高斯性,这在原则上允许在暴胀时对非交换性的存在进行独立的交叉检查。
2010-11-09 astro-ph.CO hep-th
Forecasts for CMB μ- and i-type spectral distortion constraints on the primordial power spectrum on scales 8 < k < 10^4 Mpc^-1 with the future Pixie-like experiments
红移为1.5 x 10^4 < z < 2 x 10^6的丝绸阻尼消除了对应于同向波数8 < k < 10^4 Mpc^-1(10^5 < \ell < 10^8)尺度上的CMB各向异性。这种耗散的能量被CMB吸收,在μ型和i型CMB光谱中产生黑体畸变。我们研究,使用Fisher矩阵,我们可以从测量这些频谱失真的原始功率谱从未来的实验,如Pixie的约束,以及这些约束如何改变,因为我们改变的频率分辨率和灵敏度的实验。我们表明,额外的信息的形状的$i$型失真,结合μ型失真,使我们能够打破这些尺度上的功率谱的幅度和谱指数之间的简并性,并导致更严格的约束。考虑到y型畸变的部分简并度和CMB黑体部分的温度,我们量化了μ型畸变和i型畸变中包含的信息。我们还计算了原始功率谱的约束时,光谱失真的信息相结合的CMB各向异性测量的WMAP,SPT,ACT和普朗克实验。
2013-06-20 astro-ph.CO hep-ph
LiteBIRD and CMB-S4 Sensitivities to Reheating in Plateau Models of Inflation
本研究针对三类暴胀平台势模型,推导模型参数与CMB可观测量的关系,通过马尔可夫链蒙特卡洛预测验证LiteBIRD和CMB-S4可同时约束暴胀能标与再加热温度,首次给出再加热温度上下界并可测量部分模型的暴胀子耦合,助力探索暴胀模型的粒子物理基础。
2024-05-03 astro-ph.CO hep-ph
Cornering Extended Starobinsky Inflation with CMB and SKA
本研究提出结合未来CMB数据与SKA的21厘米强度映射图,可有效探测高阶扩展Starobinsky暴胀模型,即便考虑天体物理参数相关性,仍能实现暴胀动力学的精确测量,为探索量子引力效应提供新途径。
2023-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB distortion anisotropies due to the decay of primordial magnetic fields
本文研究了宇宙微波背景辐射(CMB)由于原初磁场衰减而产生的畸变功率谱。我们知道有两种类型的CMB失真,即所谓的μ型和y型,并且我们发现y型失真的信号变得比μ型失真的信号大。我们还讨论了由于原始磁场的存在而自然产生的CMB畸变和CMB温度各向异性之间的互功率谱。我们发现,这样的交叉功率谱有较小的振幅相比,自功率谱的CMB失真,因为丝绸阻尼效应的温度各向异性。我们还研究了在未来的CMB实验中检测到这种信号的可能性,不仅包括绝对校准的实验,如PIXIE,而且还包括相对校准的实验,如LiteBIRD和CMBpol。
2013-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on primordial magnetic fields from CMB distortions in the axiverse
自从PIXIE和PRISM被提出以来,测量宇宙微波背景(CMB)的光谱畸变作为宇宙学背景下高能粒子物理的探测器引起了相当大的关注。在本文中,由于CMB光子和轻轴子类粒子(ALPs)之间的共振转换的CMB失真进行了研究,激发弦轴向的情况下,这表明存在着丰富的轻轴子粒子。由于这些共振转换取决于原始磁场的强度,对CMB畸变的约束可以提供光子-ALP耦合常数g和原始磁场B的共动强度的乘积的上限。PIXIE/PRISM的潜在可行约束可以为ALP质量设定g B < 10^{-16} GeV^{-1} nG的极限,m_e < 10^{-14} eV。虽然这个结果不是对g和B的直接约束,但它明显比当前g和B上限的乘积更严格。
2013-09-01 astro-ph.CO hep-ph
CMB constraints on $U(1)$ axion warm inflation
提出类轴子粒子与$U(1)$规范场相互作用的温暴胀模型,利用电磁场热涨落产生耗散与反作用,并借助CAMB和CosmoMC以CMB数据约束参数。
2025-07-23 astro-ph.CO hep-ph
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
Mutated Hilltop Inflation in the Era of Present and Future CMB Experiments
本文将突变山顶暴胀模型的大、小场扇区与近期观测数据对比,发现其预测与现有约束一致,且与未来CMB实验预期相符,小场扇区可探测低张量振幅,还能适应原初引力波非探测情况。
2025-11-14 astro-ph.CO gr-qc
Confronting Kähler moduli inflation with CMB data
在从弦紧化得到的暴胀模型中,模真空错位导致宇宙后暴胀历史中的一个时代,此时能量密度由冷模粒子主导。这种效应导致在CMB模的视界出口和暴胀结束之间的$e$ -折叠($N_{\rm pivot}$)的数目的修改。以Kähler模暴胀为原型,$e$ -折叠的位移是模型参数的函数,它也决定了暴胀观测量。我们使用公开的{ \sc{ModeChord} }和{ \sc{CosmoMC} }以及最新的\emph{Planck+BICEP2/Keck array}数据对这种情况进行数值分析,以约束模型参数和$N_{\rm pivot}$。根据目前和未来的精确数据,结果表明,仔细考虑任何后暴胀非标准时期,以及再加热的影响的重要性。
2018-06-27 astro-ph.CO hep-ph
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
Tests of the CMB temperature-redshift relation, CMB spectral distortions and why adiabatic photon production is hard
在膨胀的宇宙中,宇宙微波背景(CMB)的平均温度与TCMB~(1+z)一样依赖于红移z。绝热光子的产生(或破坏)或偏离各向同性和均匀性可能会改变这种标度,并已进行了几次观测测试。在这里,我们解释了为什么“绝热”条件是非常困难的,以建立在这些测试所针对的红移范围。因此,不是导致CMB温度的简单重新缩放,而是应该产生光谱失真,这可以使用COBE/FIRAS来约束。对于晚期光子产生的情况,温度-红移关系(TRR)的测试因此应该被重新解释为弱光谱畸变极限,直接探测光子产生过程的能量依赖性。对于非均匀宇宙学,会产生一个平均的y型扭曲,但这种类型的扭曲可以通过其他几种方式产生。在这里,我们简要讨论可能有助于解开失真信号的不同贡献的可能影响,发现这是非常具有挑战性的。我们还认为,测试的TRR,使用SZ效应的适用性有限,并为非重力变化的TRR的CMB各向异性谱应表现出额外的Y型依赖。
2014-07-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Obtaining the CMB anomalies with a bounce from the contracting phase to inflation
最近的Planck观测数据显示了大角度尺度上的CMB涨落异常,证实了WMAP早期的观测结果。我们继续研究一个暴胀模型,在这个模型中,在慢卷暴胀之前,宇宙处于收缩阶段,并用普朗克数据拟合这个模型。结果表明,该模型不仅可以产生低-l的功率赤字,但在CMB的大半球功率不对称。我们还讨论了永恒的通货膨胀的情况下的结果的含义。
2013-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
CMB Spectral Distortions: A Multimessenger Probe of the Primordial Universe
本文回顾CMB谱畸变研究的关键科学目标,提出结合下一代实验与引力波、21厘米宇宙学等互补探针,可实现对奇异物理场景的模型区分,为原初宇宙研究提供新的多信使探测路径。
2024-06-18 astro-ph.CO hep-ph
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
Mixed Inflaton and Spectator Field Models: CMB constraints and $μ$ distortion
我们讨论了混合暴胀和旁观者场模型,这两个领域是负责所观察到的密度波动。我们使用当前的CMB数据来约束一般的混合模型以及一些特定的代表性方案,并将结果与CMB光谱$μ$失真的模型预测进行比较。我们发现后验分布的$μ$使用MCMC链,并表明,标准的单场暴胀子模型通常预测$μ\sim 10^{-8}$与一个相对较窄的分布,而对于混合模型,分布变得更广泛,和$μ$可以大几乎一个数量级。因此,未来的$μ$畸变实验可以为原始扰动混合源模型的临界检验提供工具。
2015-11-30 astro-ph.CO hep-ph
Inflation, Quantum Field Renormalization, and CMB Anisotropies
我们指出,如果考虑到量子场重整化,标量和张量功率谱的慢卷暴胀的预测对于今天在可观测尺度上的波长有显着变化
2010-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New CMB spectral distortion constraints on decaying dark matter with full evolution of electromagnetic cascades before recombination
当前对在使用CMB谱畸变的复合时期之前以高能粒子形式注入能量的约束假设所有能量进入$y$和$μ$型畸变。我们重新审视这些限制与精确计算的频谱失真,通过不断发展的电磁级联。实际的光谱畸变在形状和幅度上不同于$y$型畸变,并且取决于注入粒子的能量和性质。对诸如暗物质衰变等能量注入过程的约束可以放宽多达5倍。
2019-07-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Inflation in the closed FLRW model and the CMB
最近的宇宙微波背景(CMB)观测通过估计参数$Ω_k$假设一个几乎标度不变的原始功率谱的空间曲率提出了强约束。研究了暴胀FLRW模型中背景几何和规范不变标量微扰的演化,计算了原初功率谱。我们发现,由于空间曲率的存在,暴胀动力学被修改,导致在暴胀结束时的近标度不变的功率谱的修正。当演化到最后一次散射的表面时,所得到的温度各向异性谱($C_{\ell}^{TT}$)在低多极子($\ell<20$)处显示出功率亏损。通过比较我们的结果与最近的普朗克数据,我们讨论的作用,空间曲率占CMB异常和参数$Ω_k$的估计。由于曲率效应仅限于低多极,普朗克宇宙学参数的估计仍然包括积极的空间曲率的鲁棒性。
2016-10-26 astro-ph.CO gr-qc