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
Physics Beyond The Standard Model with Circular Polarization in the CMB and CMB-21cm Cross-Correlation
圆偏振是CMB物理学中一个相对未被探索的领域。鉴于社区为建立下一代CMB偏振实验所做的大量努力，包括那些对圆偏振敏感的实验，理论家有必要了解圆偏振的可能来源和相关物理学，如斯托克斯V参数所编码的那样。在这项工作中，我们开发和推导出必要的形式主义，即玻尔兹曼层次的V型标量，矢量和张量，各向异性。我们推导出的V-模式各向异性引起的一般源项，并演示了如何现有的建议，生成V可以被纳入作为源项在玻尔兹曼层次。这些影响的一个子集可能与21厘米的强度，我们提供了一个工作的例子，并推导出一个估计从观测中提取此信息。通过计算轴子产生的CMB TV互相关，我们得出结论，并找到了轴子模型中TV谱和VV谱之间的关系。
2020-01-20 astro-ph.CO gr-qc 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
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
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
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
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
New Constraints on Anisotropic Rotation of CMB Polarization
标量场与电磁场通过Chern-Simons项的耦合将使宇宙微波背景辐射的偏振方向发生旋转。旋转角度依赖于CMB天空上的标量场的分布，是方向相关的。这种各向异性将引起新的扭曲的功率谱的CMB偏振和它可以用来探测详细的物理的标量场。在本文中，我们使用更新的观测数据来约束各向异性的旋转角在一个模型无关的方式。我们发现，各向异性旋转对CMB的主导作用来自于它的方差，它受到当前数据的严格约束。
2013-06-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the Large Scale CMB Polarization
本文讨论了由宇宙空间几何的各向异性引起的宇宙微波背景的大尺度极化。假设在退耦的偏心率约为$0.64 10^{-2}$，我们发现一个平均的大尺度极化$ΔT_{pol}/ T_0 = (0.5 - 1.0) 10^{-6}$。我们认为，即将到来的极化数据在大尺度上从普朗克将能够区分我们的建议和普遍接受的再电离方案。
2010-03-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Primordial Gravitational Waves and the local B-mode polarization of the CMB
在宇宙微波背景的偏振和/或激光干涉仪中，可以很快检测到原始引力波的随机背景。至少有三种GWB来自于暴胀：在暴胀期间产生并与时空模的拉伸相关的GWB;在暴胀后预热的剧烈阶段产生的GWB;以及如果暴胀通过全局对称性破缺场景结束，则与Goldstone模的自排序相关的GWB，如混合暴胀。每个GW背景具有其自身的具有特定特征的特征光谱。我们讨论了检测每个GWB和区分它们之间的一个非常敏感的探头，本地B模式的CMB偏振的前景。
2010-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Lorentz-violating electrodynamics with CMB polarization
本文对宇宙微波背景（CMB）各向异性下电动力学中洛伦兹破坏的特征进行了全面的研究。在最小标准模型扩展（SME）的框架下，我们考虑了可重正化算子（CPT-奇和CPT-偶）产生的效应。这些操作员分别负责宇宙双折射和圆偏振。我们共同传播的影响，所有相关的洛伦兹破坏参数的CMB观测，并提供与最新的CMB数据集的约束。我们将CPT-偶系数与$k_{F,E+B} < 2.31 \times 10^{-31}$在95% CL下绑定。这将以前的CMB界限提高了一个数量级。我们得到的CPT奇数系数的限制，即$|k_{(V)00}^{(3)}| < 1.54 \times 10^{-44} \; {\rm GeV}$和$|\mathbf{k_{AF}}| < 0.74 \times 10^{-44} \; {\rm GeV}$在95\% CL，分别是一个和两个数量级强于以前的CMB为基础的限制，也取代了非CMB搜索的界限。该分析提供了迄今为止最强的约束CPT违反系数在最小的中小企业从CMB搜索。
2023-03-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Determination of neutrino mass hierarchy by 21 cm line and CMB B-mode polarization observations
我们专注于正在进行的和未来的观测为21厘米线和CMB的B-模式的偏振产生的CMB透镜，并研究其灵敏度的有效数量的中微子物种，总中微子质量，和中微子质量等级。我们发现，结合CMB的观测与未来的平方公里阵列优化为21厘米线，如Omniscope可以确定中微子质量等级在2西格玛。我们还表明，Planck + POLARBEAR和SKA的一个更可行的组合可以大大改善中微子总质量和中微子有效种类数的界的误差，在2 σ处为Delta Sigma mnu ~ 0.12 eV和Delta Nnu ~ 0.38。
2013-01-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The B-mode polarization of CMB and Cosmic Neutrino Background
与E模偏振相反，在标量模度规微扰的情况下，康普顿散射不能产生宇宙微波背景的B模偏振。然而，在张量模的度规微扰情况下，康普顿散射有可能产生B模。由于这个原因，度量扰动的张量模式与标量模式的比率（$r\sim C_{Bl}/C_{El}$）至少对于小的$l$通过将B模式功率谱与E模式功率谱进行比较来估计。我们研究了宇宙中微子背景（CNB）与CMB之间的弱相互作用引起的CMB偏振，特别是B模偏振，以及标量和张量度规扰动下的康普顿散射。结果表明，B模偏振态的功率谱$C_{Bl}$受到标量模和张量模的贡献，并对$r$参数的取值产生影响.我们还表明，B模偏振功率谱可以作为一个间接的探针到CNB。
2016-01-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Circular polarization of the cosmic microwave background induced by the optical Magnus effect on gravitational lensing
Department of Physics, Institute of Science Tokyo（东京科学大学物理系）
本文研究了引力透镜中光学马格努斯效应如何导致宇宙微波背景的圆偏振现象，提出了一种新的产生CMB圆偏振的基本机制。
2026-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB polarization induced by stochastic magnetic fields
CMB偏振观测量（即E-和B-模式）的完整计算报告内的常规$Λ$ CDM范例补充随机磁场。有趣的观点，目前和即将到来的CMB偏振实验的概述。
2008-04-14 astro-ph gr-qc hep-ex
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
Cosmological CPT Violation, Baryon/Leptogenesis and CMB Polarization
本文研究了宇宙学CPT破坏及其在重子/轻子生成和CMB极化中的意义。我们特别提出了一个变种的引力leptogenesis模型。通过马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法进行全局分析，我们发现目前的CMB偏振观测从三年的WMAP（WMAP 3）和2003年飞行的BOOMERANG（B 03）的数据提供了一个弱的证据，我们的模型。然而，为了验证，特别是排除这种类型的重子/leptogenesis与宇宙学CPT破坏的机制，未来的测量从普朗克和CMBpol的CMB偏振是必要的。
2007-07-27 astro-ph hep-ph hep-th
Testing the Lorentz and CPT Symmetry with CMB polarizations and a non-relativistic Maxwell Theory
在Lifthitz型非相对论Maxwell理论框架下，提出了一个光子规范场和标量场的量子临界系统模型。我们将证明这个模型引起洛伦兹和CPT破坏，导致辐射偏振面的频率依赖性旋转，从而在宇宙微波背景温度和偏振各向异性上留下潜在的信号。
2010-01-13 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
Cosmic string lens effects on CMB polarization patterns
扩展Kaiser-Stebbins机制，我们在这里提出了一种方法，用于检测遗迹的拓扑缺陷，如宇宙弦的基础上透镜诱导的小尺度B型极化的CMB。暴胀模型中，宇宙的大尺度结构从暴胀子涨落中出现，但并不排除在暴胀阶段结束时形成拓扑缺陷。在这种情况下，我们表明，一个字符串上的小规模的E-型偏振的CMB的透镜效应诱导了大量的B-型偏振沿视线。估计不同分辨率的CMB实验的影响的幅度。
2000-01-19 astro-ph hep-ph
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
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
Ellipsoidal Universe Induces Large Scale CMB Polarization
我们计算了由宇宙空间几何的各向异性引起的宇宙微波背景的大尺度极化。假设偏心率约$0.64 10^{-2}$去耦，我们发现$ΔT_{pol}/ T_0 \simeq 0.53 10^{-6}$非常接近威尔金森微波各向异性探测器检测到的偏振的平均水平。
2007-10-24 astro-ph gr-qc hep-ph
Early Universe with CMB polarization
宇宙是人类心灵可以努力理解自然的最宏伟的可想象的尺度。宇宙学是试图理解宇宙起源和演化的科学分支，它的惊人之处在于，它在很大程度上可以通过应用我们用于其他物理学分支的相同物理学基本定律来理解。观测到的宇宙微波背景（CMB）是通过应用辐射过程和传输的基本定律来理解的，这些基本定律在经典的S。在宇宙学的背景下。除了现在广受好评的温度各向异性，还有线性偏振信息印在观测到的宇宙微波背景。CMB极化已经解决了，并承诺做更多的事情，以解开关于接近宇宙起源的物理学的最深层次的基本问题。
2011-04-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spectral Dependence of CMB Polarization and Parity
宇宙微波背景辐射（CMBR）的偏振可以作为非标准宇称破坏相互作用的探针。许多这样的相互作用在粒子物理学模型中得到了预测，这些模型来自于额外维度的理论，如超弦理论。这些相互作用产生的旋光性取决于宇称破坏场的时空性质。特别地，可以获得偏振轴的频率相关的差分旋转。频率依赖性的形式是敏感的奇偶奇背景场的时间演化。因此，人们可以通过极化测量的CMBR研究广泛的一类奇偶违反运营商。
2003-11-21 astro-ph gr-qc hep-ph
CMB Polarization by the Asymmetric Template of Scalar Perturbations
受 Planck 观测的偶极不对称模板启发，本文研究了标量扰动非对称模板对 CMB 偏振的改变，推导了 E 模和 B 模角功率谱，发现该机制能产生 B 模偏振，其大尺度效应等效于张标比 r≈0.005 的张量扰动。
2023-07-30 gr-qc hep-ph
Enhanced polarization of CMB from thermal gravitational waves
如果暴胀之前是辐射时代，那么在暴胀时将存在引力子的去耦热分布。暴胀过程中产生的引力波将通过受激发射的过程放大到现有的引力子热分布中。因此，通常的零温标不变张量谱被修正的温度依赖因子。这个热校正因子在大角度下将CMB的$B$模式偏振放大了一个数量级，现在可能在WMAP的可观测范围内。
2006-11-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmic microwave background polarization in Noncommutative space-time
在宇宙学的标准模型中，宇宙微波背景的B模偏振可以用暴胀时期的引力效应来解释。然而，这不是解释CMB的B模式偏振的唯一方法。结果表明，背景下的康普顿散射除了产生圆偏振微波外，还可导致微波背景的B模偏振。在这里，我们考虑的非交换（NC）的时空作为背景，探讨在最后的散射表面的CMB极化。通过对NC时空中的Compton散射进行修正，利用度规的标量微扰，得到了CMB辐射的B模谱。可以表明，即使对于大到$10TeV$的NC尺度，NC对CMB偏振和r参数的影响也是显著的。我们表明，V-模式的功率谱可以得到的线性偏振功率谱的范围内微米到纳米开尔文平方的NC尺度约$1TeV$到$10TeV$，分别。
2016-05-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
From Equivalence Principles to Cosmology: Cosmic Polarization Rotation, CMB Observation, Neutrino Number Asymmetry, Lorentz Invariance and CPT
本文综述了宇宙极化旋转观测的方法，并对当前的研究现状进行了展望。在研究等效原理之间的关系时，我们发现长程赝标光子相互作用是允许的。赝标量-光子相互作用会引起传播的电磁波的线偏振随宇宙学/天体物理学距离的旋转。2002年，DASI成功地观测到了宇宙微波背景辐射的偏振。2003年，WMAP在宇宙微波背景中观测到了10 σ以上的偏振与温度各向异性的相关性。从WMAP观测中的这种高偏振-温度相关性出发，我们将宇宙微波背景（CMB）传播的线偏振旋转限制在0.1 rad。赝标-光子相互作用正比于赝标场的梯度。从唯象的观点来看，这个梯度可以是中微子数不对称流，也可以是其他密度流，或者是一个常数矢量。在这些情况下，洛伦兹不变性或CPT可能会或可能不会被有效地违反。在本文中，我们回顾和汇编各种结果。预计明年发射的普朗克卫星将提高CMB偏振观测的精度。未来一个专门的CMB偏振观测器将更深入地探讨这一基本问题。
2008-02-24 astro-ph gr-qc hep-ph
