CMB polarization analysis on circular scans
大多数宇宙微波背景实验都是在天球上沿圆形或近圆形扫描观测天空。对于这样的实验，我们表明，简单的线性系统连接的傅立叶光谱的温度和偏振时间顺序的数据的谐波谱的T，E和B的球。我们展示了如何可以用来估计这些光谱直接从数据流。此外，将傅立叶谱与角功率谱连接起来的线性系统的反演提供了一种自然的方法，可以降低那些受低频噪声、地面拾取或大角度尺度上大气发射波动污染最严重的观测模式的权重。这可能有助于分析未来的商业气象局数据集，作为涉及制图作为第一个分析步骤的其他方法的替代或补充。
2021-02-28 astro-ph.CO
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
Measuring the circular polarization of gravitational waves with pulsar timing arrays
本文研究利用脉冲星计时阵列通过各向异性测量随机引力波背景圆偏振的可行性，分别对天体物理和宇宙学场景进行建模，发现天体物理信号可在近期数据集内探测，而宇宙学信号需依赖SKA型实验。
2024-06-07 astro-ph.CO gr-qc
Chirality and Circular Polarization in Models of Inflation
我们调查的可能性，手征不对称性在通货膨胀期间可以表现为净圆偏振的光子。使用一个已知的例子，以产生一个螺旋度不平衡的费米子，我们表明，超视界光子模式在通货膨胀过程中产生的收购净圆偏振。在最后一次散射附近重新进入视界的模式可以热化为宇宙微波背景，同时保留一部分净圆偏振。我们还考虑了在CMB中直接检测圆偏振的可能性。
2017-05-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Sensitivity to a Frequency-Dependent Circular Polarization in an Isotropic Stochastic Gravitational Wave Background
我们计算的灵敏度圆偏振的各向同性随机引力波背景（ISGWB）作为频率的函数的地面和空间为基础的干涉仪和观测的宇宙微波背景。圆偏振ISGWB的起源可能是由于奇异的原始物理学（即，早期宇宙中的宇称破坏），并且可能是强烈的频率依赖性。我们目前的计算在一个连贯的框架内，澄清了圆偏振的敏感性的基本要求，在区别于以前的工作，分别集中在这些技术。我们发现，在南半球增加一个具有爱因斯坦望远镜灵敏度的干涉仪，可以提高地基网络对圆偏振的灵敏度约为2倍。本文给出的灵敏度曲线表明，当前和计划观测（$10^{-18}\ {\rm Hz} \lesssim f \lesssim 100\ {\rm Hz}$）的频率范围很宽，这对于确定ISGWB中任何圆偏振阳性探测的物理基础至关重要。我们还确定了一个沙漠之间的频率$10^{-15}\ {\rm Hz} \lesssim f \lesssim 10^{-3}\ {\rm Hz}$的圆偏振灵敏度，脉冲星定时阵列和间接检测方法无法区分的引力波极化。
2016-09-19 astro-ph.CO gr-qc
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
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
An improved upper limit to the CMB circular polarization at large angular scales
圆偏振的宇宙微波背景（CMB）提供了探测宇宙旋转和原始宇宙或遥远星系团中磁场的可能性。我们使用的米兰偏振计（MIPOL）安装在Testa Grigia天文台，在意大利阿尔卑斯山，以提高现有的上限CMB圆偏振在大角度尺度。我们获得了95%的置信度上限的CMB圆偏振度范围在5.0 × 10 ^{-4}和0.7 × 10 ^{-4}之间的角度尺度在8度和24度之间，提高了一个数量级预先存在的上限在大角度尺度。我们的研究结果仍然远离nK区域，今天的期望放置的振幅的V斯托克斯参数用于表征圆偏振的CMB，但提高了预先存在的限制在类似的角度尺度。我们的观测也提供了在Testa Grigia天文台表征33 GHz大气发射的机会。
2013-09-04 astro-ph.CO astro-ph.IM
Pulsar-timing measurement of the circular polarization of the stochastic gravitational-wave background
脉冲星定时阵列（PTAs）有望在不久的将来探测到一个随机的引力波背景（SGWB）所产生的人口的吸入超大质量黑洞二进制文件。在这项工作中，我们考虑的背景，可以是各向异性和圆偏振。我们使用的扩展的强度和圆偏振的球谐函数和重叠减少功能的每一项在这个扩展。我们提出了一个无偏的实空间估计，可以分离的强度和圆偏振贡献的SGWB脉冲星定时残差相关，然后验证模拟数据的估计。我们计算的信噪比的圆极化分量，具有偶极子模式下的不同假设的PTA。我们发现，一个接近最大的圆极化偶极子可能是可检测的，这可以帮助确定是否是由少数明亮的光源占主导地位的背景。
2021-11-10 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Probing Axions via Light Circular Polarization and Event Horizon Telescope
本文利用事件视界望远镜的偏振测量，研究轴子-光子-黑洞磁场相互作用对光偏振的影响，提出离壳轴子散射可产生显著圆偏振，从而为约束超轻类轴子参数空间和探测黑洞附近轴子特征提供新途径。
2023-04-12 astro-ph.CO astro-ph.GA 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
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
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
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
Measuring the net circular polarization of the stochastic gravitational wave background with interferometers
早期宇宙中宇称破坏的相互作用可以产生具有净圆偏振的随机引力波背景。在本文中，我们研究了可能的方法来搜索的圆偏振的SGWB与干涉仪。平面检测器不能测量各向同性SGWB的净圆偏振。我们讨论了使用偶极各向异性运动学引起的太阳系相对于宇宙参考系的平面探测器测量SGWB的净圆偏振的可能性。我们将这种方法应用于LISA，通过更详细的计算和使用最新的仪器规格重新评估以前的分析，并应用于爱因斯坦望远镜（ET），首次估计其对圆偏振的灵敏度。我们发现，LISA和ET，尽管在不同的频率下工作，可以检测净圆偏振的信噪比为一阶的SGWB与振幅$h^2 Ω_\text{GW} \simeq 10^{-11}$。我们还调查的情况下，一个网络的地面探测器。我们提出了充分的分析，协变公式的检测器重叠功能的存在下，圆偏振。我们的公式不依赖于特定的参考系的选择，并可以应用于干涉仪与任意角度之间的臂。
2019-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Power spectra and circular polarization of primordial gravitational waves with parity and Lorentz violations
本文通过系统参数化和均匀渐近近似方法，研究了宇称与洛伦兹破缺对慢滚暴胀原初引力波功率谱和圆偏振的影响，发现洛伦兹破缺仅改变整体振幅，而宇称破缺导致左右手偏振模式振幅不同。
2024-08-07 astro-ph.CO gr-qc
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
Primordial Circular Polarization in the Cosmic Microwave Background
圆（“V模式”）偏振预期在CMB中消失，因为它在汤姆逊散射中不产生。然而，考虑到传统的CMB各向异性是通过早期宇宙机制（如暴胀或弹跳场景）产生的，圆偏振可能最初产生并存活到最后散射的表面。我们对此进行了详细的研究，并找到了一个大类的暴胀模型，产生一个几乎规模不变的标量V模式各向异性谱。我们研究了通过玻尔兹曼层次的膨胀生产和随后的演变，并表明，在CMB中存在的V-模式偏振被抑制的因素，至少$10^{10^{20}}$相对于原始的$V$，与预期的可忽略不计的V-模式偏振从通货膨胀。我们考虑了其他的可能性来源$V$ primordially，如V-模式极化引起的圆极化原始引力波，或生产$V$后，通过新的相互作用在重组。
2019-10-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the Prospects for Detecting a Net Photon Circular Polarization Produced by Decaying Dark Matter
如果暗物质与标准模型粒子的相互作用是$CP$破坏的，那么暗物质湮灭/衰变可以产生具有净圆偏振的光子。我们认为，这种圆偏振的实验检测证据的前景。我们确定的暗物质与标准模型的相互作用的最佳模型，从净偏振的可检测性的角度来看，无论是对称或不对称的暗物质的情况下。我们发现，对于对称的暗物质，净极化的证据可以通过搜索银河系中心的仪器敏感的圆极化与效率加权曝光至少$50000~\text{cm}^2~\text{yr}$，提供系统的检测器的不确定性被限制在$1\%$水平。在非对称暗物质的情况下可以获得更好的灵敏度。我们讨论了使用可能的检测器技术实现所需的性能水平的前景。
2018-06-26 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
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
New Constraints on Lorentz Invariance Violation from Combined Linear and Circular Optical Polarimetry of Extragalactic Sources
扩大我们以前的努力，寻找洛伦兹不变性违反（LIV）使用线性光学偏振测量河外天体，我们提出了一种新的方法，结合线和圆偏振测量。虽然现有的工作集中在LIV的趋势，以减少线偏振度，这种新的方法还考虑到光子螺旋诱导的一些模型之间的耦合。这种耦合可以在光传播时产生圆偏振，即使在光源处没有圆偏振。结合显着的检测线偏振的光从河外天体与圆偏振的检测在大多数测量结果的情况下，在显着更严格的限制有关LIV。分析是在标准模型扩展（SME）的框架下进行的，SME是一个有效场论框架，用于描述基本量子引力理论的低能效应。我们评估我们的方法的性能，通过推导出的质量尺寸$d=4$ CPT甚至SME系数从一个小的档案圆形和线性光学偏振的约束条件，并将它们与以前的作品中获得的类似的约束条件进行比较，具有更大的样本量和线性偏振的基础上。新方法产生的约束是一个数量级更严格，即使是我们的适度样本大小的21个对象。基于从稀缺的圆形数据中获得的约束力，我们主张未来需要进行河外圆偏振调查。
2021-05-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Circularly Polarized EM Radiation from GW Binary Sources
我们考虑了由双星源合并产生的引力波的电磁波的偏振特性。在这里，我们探讨了光子-引力子相互作用对伽玛射线暴（GRB）X射线辐射偏振演化的影响。我们发现，由于双星合并产生的引力波，可以产生显著的圆偏振。除了光子能量外，圆偏振还取决于GW源的参数，如双星的啁啾质量、GW的频率和到源的径向距离。我们预测的信号可以作为GW事件的间接探针，也可以作为光子-引力子相互作用的本质。我们认为，这种偏振信号可能是在即将到来的X射线偏振测量任务的敏感范围。
2018-11-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
