Lensing Bias to CMB Measurements of Compensated Isocurvature Perturbations
补偿等曲率扰动（CIP）是重子和暗物质密度涨落相互抵消的模式。它们出现在弯曲子的情况下，以及一些模型的重子生成。虽然它们对线性量级的宇宙微波背景（CMB）没有留下可观测的影响，但它们确实对两点CMB统计进行了空间调制，并且可以以类似于引力透镜的方式进行重建。由于CMB透镜效应和CIP效应之间的相似性，透镜效应向CIP估计器贡献了近似为重建噪声功率的两倍的近似高斯随机噪声。此外，透镜效应和集成的萨克斯-沃尔夫（ISW）效应之间的互相关生成CIP估计器和温度场之间的相关性，即使在没有相关CIP信号的情况下。对于多极子$l \leq 2500$的宇宙方差有限温度测量，减去固定的透镜偏置会使CIP的检测阈值降低$1.3$倍，无论CIP是否与绝热模式相关。
2016-05-26 astro-ph.CO
Lensing Bias to CMB Polarization Measurements of Compensated Isocurvature Perturbations
补偿等曲率扰动是重子和暗物质密度的相反空间涨落。它们出现在弯曲子模型和一些重子生成模型中。虽然重子涨落的引力效应被DM的引力效应所补偿，在一阶时对宇宙微波背景（CMB）没有可观测到的影响，但它们在复合时调制了声视界，从而使不同多极子的CMB各向异性相关联。因此，可以使用类似于引力透镜的CMB检测的二次估计器来重建CIP。然而，由于这些相似之处，CIP估计量存在偏差，必须减去透镜贡献。这些透镜的贡献CMB偏振测量的CIP被发现大致三倍的噪声功率的总CIP估计大规模。另外，温度交叉功率和$E$模偏振分别受到透镜-ISW（integratedSachs-Wolfe）关联和再电离-透镜关联的影响。对于测量多极$l_{\max} = 2500$的宇宙方差限制（CVL）温度和偏振实验，透镜噪声将检测阈值提高了1.5倍，从而使曲率模型中最大CIP信号的$2.7σ$检测成为可能。
2017-08-03 astro-ph.CO
Extended analysis of CMB constraints on non-Gaussianity in isocurvature perturbations
我们研究了一般类型的等曲率扰动对非高斯性的CMB约束。具体来说，我们研究CDM/中微子等曲率扰动是不相关的或完全相关的绝热的。利用WMAP在V和W波段的7年观测数据，得到了绝热扰动和等曲率扰动的非线性参数的最优约束。我们的结果表明，原始扰动是一致的高斯在2 σ左右的水平，上述等曲率模式。
2012-12-25 astro-ph.CO hep-ph
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
The CMB Bispectrum, Trispectrum, non-Gaussianity, and the Cramer-Rao Bound
量化局部模型非高斯性的参数fnl的最小方差估计可以从宇宙微波背景（CMB）双谱（三点函数）和三谱（四点函数）构造。有些人认为，通过比较双谱和三谱的fnl估计值，可以对模型进行一致性检验。但其他人认为，饱和的Cramer-Rao界的双谱估计意味着没有进一步的信息fnl可以从三谱。在这里，我们阐述的性质之间的相关性的双谱和三谱估计的fnl。我们表明，这两个估计成为统计独立的限制大量的CMB像素，因此，三谱估计确实提供额外的信息FNL超出了从双谱。我们解释了这个结论是如何与Cramer-Rao界相一致的。我们对克拉美-拉奥界限的讨论可能对那些在物理学的其他领域中进行费舍尔矩阵参数估计预测或数据分析的人也有意义。
2010-10-01 astro-ph.CO
Correlation of isocurvature perturbation and non-Gaussianity
我们探讨了原始非高斯性和等曲率扰动之间的相关性。我们素描的曲率扰动和互相关功率谱的双谱之间的一般关系的暴胀子和另一个光场之间的显式耦合的存在下，引起等曲率扰动。使用一个具体的模型的Peccei-Quinn型场与一般的引力耦合，我们明确地说明了原始的双谱相关的互相关功率谱。假设结果为fnl ~ O（1），我们发现相关性的形式主要取决于暴胀模型，而仅弱地取决于轴子参数，尽管fnl本身确实严重依赖于轴子参数。
2015-07-24 astro-ph.CO hep-ph
General CMB bispectrum analysis using wavelets and separable modes
在本文中，我们结合分波（“模态”）的方法与小波分析的CMB双谱。我们的实现利用这两种方法的优点，以产生强大的，可靠的和有效的估计，可以限制任意原始双谱的幅度。这对于即将进行的调查，如\emph{Planck}，尤其重要。一个关键的优点是计算小波空间中的逆协方差矩阵的计算效率，产生接近最佳的误差条。我们通过将其应用于WMAP 7数据，发现$\fnllocal=38.4\pm 23.6$和$\fnlequil=-119.2\pm123.6$来验证该方法的有效性和鲁棒性。
2013-03-18 astro-ph.CO
CMB constraint on non-Gaussianity in isocurvature perturbations
研究了CDM等曲率扰动中非高斯性的CMB约束。在宇宙的非常早期阶段，非高斯等曲率扰动可以在各种模型中产生。由于等曲率扰动对后期结构形成的影响很小，因此CMB至少在近期内是等曲率非高斯的最佳探头。在本文中，我们专注于不相关的等曲率扰动和约束其非高斯性。为此，我们采用了几个国家的最先进的技术，CMB数据和模拟的分析。我们使用WMAP的7年温度各向异性资料。当绝热扰动为高斯扰动时，我们得到了尺度不变等曲率功率谱的等曲率非高斯约束α ^2 f_{NL} ^{（ISO）}=40+-66，其中α是等曲率扰动功率谱与绝热扰动功率谱的比值。当我们假设绝热扰动也可以是非高斯的时，我们得到f_{NL} =38+-24和α ^2 f_{NL} ^{（ISO）}=-8+-72。我们还讨论了我们的结果对轴子CDM等曲率模型的影响。
2013-06-11 astro-ph.CO hep-ph
Detecting Electron Density Fluctuations from Cosmic Microwave Background Polarization using a Bispectrum Approach
高灵敏度宇宙微波背景（CMB）偏振实验的最新进展为研究大尺度结构（LSS）打开了一扇窗口，因为小角度尺度上的CMB偏振涨落可以由LSS和晚期宇宙电离涨落的组合产生。引力透镜效应可以从具有二次估计的CMB数据集中提取，但是具有二次估计的电子密度涨落（EDF）的重建被发现被二次CMB涨落中的大得多的引力透镜效应显著地偏置。在本文中，我们建立了一个双谱的形式化使用示踪剂的LSS提取次主导的EDF从CMB偏振数据。我们发现，这种双谱可以有效地重建角带功率的EDF和LSS示踪剂之间的互相关。下一代CMB偏振实验与星系巡天和宇宙红外背景实验相结合，可以检测到具有高度意义的EDF特征。
2018-01-16 astro-ph.CO
Constraining galaxy cluster velocity field with the tSZ-kSZ-kSZ bispectrum
Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应是由宇宙微波背景（CMB）光子与星系团内沿视线方向积分的电离扩散电子气体相互作用产生的。两个主要效应是星系团内部的热压力产生的热SZ（tSZ）和星系团相对于CMB静止坐标系的特殊运动产生的动力学SZ（kSZ）。kSZ效应的测量特别具有挑战性，因为它遵循与CMB相同的光谱行为，因此无法使用光谱考虑将其与CMB分离。在本文中，我们探讨了通过计算当前和未来的CMB实验的tSZ-CMB-CMB互相关双谱检测kSZ的可行性。我们的结论是，下一代的CMB实验将提供在高S/N的tSZ-kSZ-kSZ双谱检测的可能性。这一测量将约束对结构生长速率和暗能量性质极为敏感的星系团的团内动力学和速度场。此外，我们还证明了tSZ-kSZ-kSZ双谱可以用来打破质量可观测关系和宇宙学参数之间的简并，以设置严格的约束，高达4\%，对$Y-M$关系校准。
2017-01-31 astro-ph.CO
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
CMB bispectrum constraints on DHOST inflation
本研究利用Planck 2018的CMB非高斯性数据，通过CMB-BEST代码首次对DHOST暴胀模型给出直接双谱约束，发现部分通过常规一阶近似检验的模型在6σ水平被排除，指出需用更稳健方法分析相关约束。
2023-11-23 astro-ph.CO
The CMB Bispectrum
我们使用一个可分离的模式扩展估计与WMAP数据估计的双谱的所有主要家庭的非高斯模型。我们回顾了晚时间模式扩展估计方法，它可以应用于任何不可分离的原始和CMB双谱模型，我们演示了如何使用该方法来重建CMB双谱从观测地图。我们扩展了以前的一般估计使用本地地图模拟验证。我们应用估计的coadded WMAP 5年的数据，重建WMAP双谱使用$l<500$多极和$n=31$正交三维本征模。我们约束所有流行的近尺度不变的模型，确保理论双谱是很好地描述了一个收敛的模式扩展。来自局部模型$ \fnl=54.4\pm 29.4$和等边模型$\fnl=143.5\pm 151.2$（$\Fnl = 25.1\pm 26.4$）的约束与先前发表的结果一致。(Here，我们使用归一化到局部情况的非线性参数$\Fnl$，以允许不同模型之间更直接的比较。）值得注意的新的限制，从我们的方法包括那些为常数模型$\Fnl = 35.1 \pm 27.4 $，扁平模型$\Fnl = 35.4\pm 29.2$，和暖膨胀$\Fnl = 10.3\pm 27.2$。我们调查的特征模型，调查范围广泛的参数范围内的规模和阶段，我们没有发现显着的证据，非高斯模型调查。我们提出了一个总积分双谱的度量$\barFnl$，并发现测量值与CMB各向异性服从高斯统计的零假设是一致的。我们认为，这种一般的双谱调查与WMAP数据代表了最好…
2012-11-06 astro-ph.CO
A DHOST model of inflation: CMB constraints from the power spectrum and the bispectrum
本文构建基于 DHOST 理论的暴胀模型，计算曲率扰动的尺度依赖功率谱与双谱，并利用 Planck 数据和 CMB-BEST 验证存在同时满足两类约束的可行模型。
2024-05-07 astro-ph.CO
Future CMB ISW-Lensing bispectrum constraints on modified gravity in the Parameterized Post-Friedmann formalism
通过对ISW-Lensing双谱和CMB功率谱的联合分析，预测了普朗克卫星实验中参数化后弗里德曼（PPF）形式下修正引力的Hu-Sawicki模型和Bertschinger-Zukin模型的约束条件.我们发现，即使只考虑温度-温度模式的CMB功率谱，普朗克数据预计将减少至少一个数量级的WMAP相比，修改后的重力参数$B_0$（有关的额外标量自由度的康普顿波长的现值）的误差条。谱-双谱联合分析可以进一步改善结果的系数范围从1.14到5.32取决于特定的修改的重力模型。我们的主要结果之一是ISW-Lensing双谱和功率谱之间的互相关可以安全地忽略时，执行联合分析。为了简单起见，我们只研究一个参数（{ $B_0$ }）的可能性，并将所有其他宇宙学参数固定为WMAP 7年结果中的最佳拟合值。
2013-07-30 astro-ph.CO
Optimal bispectrum estimator and simulations of the the CMB Lensing-ISW non-Gaussian signal
在本文中，我们提出的工具，以最佳地提取Lensing-Integrated Sachs Wolfe（L-ISW）双谱信号从未来的CMB数据。我们实现了两种不同的方法来模拟非高斯CMB映射与L-ISW信号：基于FLINTS透镜码的非微扰方法和可分离模式扩展方法。我们实现了小松，Spergel和Wandelt（KSW）的Lensing-ISW双谱的最佳估计分析，我们测试它的非高斯模拟的情况下，一个现实的CMB实验设置与不均匀的天空覆盖。我们表明，估计方法的Cramer-Rao界和维纳滤波的L-ISW模拟给$\leq 10%$的估计$f_{NL}^{L-ISW}$略有改善。对于一个现实的CMB实验设置占各向异性噪声和掩蔽的天空，我们表明，估计的线性项是高度相关的立方项，它是必要的，以恢复信号和最佳的误差条。我们还表明，L-ISW双谱，如果不正确占，产生低估的$f_{NL}^{local}$误差棒的$\simeq 4%$。需要对非高斯形状和/或L-ISW模板减法进行联合分析，以便从正在进行的和未来的CMB实验中恢复原始非高斯信号的无偏结果。
2013-03-07 astro-ph.CO
Detection of the CMB lensing -- galaxy bispectrum
本文首次测量星系-星系-CMB透镜双谱，利用unWISE星系样本和Planck PR4透镜重建，以26σ和22σ显著性探测到信号，并验证其宇宙学起源，为约束高阶偏置参数提供新途径。
2023-11-08 astro-ph.CO
The reconstructed CMB lensing bispectrum
本文首次研究重建 CMB 透镜会聚度三点相关函数中的噪声偏差，在平坦天空极限下计算主导项并经模拟验证，为真实数据分析奠定基础。
2022-10-28 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
Joint Minkowski Functionals and Bispectrum Constraints on Non-Gaussianity in the CMB
两个最常用的工具来限制原始的非高斯性的双谱和闵可夫斯基泛函的CMB温度各向异性。这两种非高斯性的度量原则上提供了不同的（尽管相关的）信息，但在过去，它们的约束只被粗略地比较，而不是统计地结合起来。在这项工作中，我们评估，第一次，通过双谱和闵可夫斯基泛函估计的局部非高斯系数FNL之间的协方差矩阵。我们发现，估计是正相关的，相关系数r ~ 0.3。使用WMAP 7数据将这两种措施结合起来，并考虑点源系统学，我们发现组合约束fnl=37+/-28，其误差比任何一个单独的约束小约20%。
2015-03-25 astro-ph.CO
An Estimator for statistical anisotropy from the CMB bispectrum
对宇宙微波背景（CMB）的各种数据分析提供了统计各向同性破缺的观测线索。其中一些特征可以在暴胀理论中的原始矢量场的框架内进行研究，暴胀理论通常在功率谱和高阶关联函数中都显示出一定程度的统计各向异性。出于这些意见和最近的理论发展的研究原始矢量场，我们开发的形式主义必要的CMB温度各向异性的三点函数提取统计各向异性信息。我们采用了一个简化的矢量场模型和参数化的曲率波动的双谱的方式，所有的信息统计各向异性编码在一些参数lambda_{LM}（测量各向异性的各向同性的双谱振幅）。对于这样的模板双谱，我们计算lambda_{LM}和预期的信噪比的最佳估计。我们估计，对于f_{NL} ~ 30，像普朗克这样的实验可以对双谱的各向异性振幅与各向同性振幅之比敏感到10%。我们的研究结果是互补的信息来自功率谱分析，特别是相关的那些模型的统计各向异性被抑制在功率谱，但不能忽略的双谱。
2012-01-19 astro-ph.CO
Imitating intrinsic alignments: A bias to the CMB lensing-galaxy shape cross-correlation power spectrum induced by the large-scale structure bispectrum
将星系的透镜效应信号与宇宙微波背景辐射（CMB）起伏进行互相关，有望提供有价值的宇宙学信息。特别是，它可能有助于收紧约束参数描述的性质，内在排列的星系在高红移。为了获取互相关信号所传递的信息，需要对其进行精确的理论描述。我们计算了非线性结构增长引起的CMB透镜-星系形状互相关测量的偏差。利用树级微扰理论对大尺度结构的双谱进行了研究，发现在大多数角尺度上，双谱的偏置是负的，从而模拟了本征取向的信号。结合欧几里得星系透镜数据与CMB实验可比的普朗克卫星任务的偏差变得显着，只有在最小的尺度（$\ell\gtrsim 2500$）。然而，对于改进的CMB观测，校正量为宽多极范围（$10 \lesssim \ell \lesssim 2000$）上CMB透镜-本征对准信号的10- 15%。因此，如果功率谱偏差未被校正，则在CMB阶段III和阶段IV实验的情况下，功率谱偏差分别转化为固有对准幅度的确定中的$2σ$和$3σ$误差。
2017-09-13 astro-ph.CO
CMB hemispherical asymmetry from non-linear isocurvature perturbations
我们研究了在宇宙微波背景（CMB）中，暴胀引起的非绝热扰动是否会在大角度尺度上产生非对称的温度各向异性分布。我们使用一个广义的非线性$δN$形式主义计算的原始密度和等曲率扰动的非高斯性，由于存在非绝热的，但近似尺度不变的多场膨胀过程中的场波动。这种局域型非高斯性导致了比我们可观测视界更大的极长波长不均匀性与辐射和物质密度的较小尺度波动之间的相关性。物质等曲率扰动主要有助于低CMB多极，因此可以导致大角度尺度上的半球形不对称，在较小尺度上可以忽略不计的不对称。在曲率模型中，物质等曲率扰动与原始密度扰动部分相关，我们无法在大角度尺度上获得显着的不对称性，同时尊重当前对所观察到的四极子的观测约束。然而，在轴子模型，其中的物质isocurvature和原始密度扰动是不相关的，我们发现它可能会获得一个显着的不对称性，由于isocurvature模式在大的角度尺度。这种半球不对称的等曲率原点自然会在大尺度上引起CMB偏振的独特不对称。
2014-10-29 astro-ph.CO hep-th
Towards a fast, model-independent Cosmic Microwave Background bispectrum estimator
对宇宙微波背景（CMB）涨落统计特性的测量使我们能够探索宇宙的早期物理，特别是在暴胀时期。一个特别的兴趣在于检测CMB的非高斯性，因为它可以限制目前提出的模型的通货膨胀和结构形成，或可能指出新的模型。目前的方法来衡量的非高斯的CMB的程度是估计一个单一的参数，这是高度依赖于模型。双谱是一种自然的和广泛研究的工具，用于以与模型无关的方式测量非高斯性。本文提出了一个完整的CMB双谱估计的基础上分解的领域投影补丁。这种方法估计的平均双谱可以快速计算，并且与模型无关。这种方法非常灵活，允许在处理中排除一些面片，或者只考虑球体的特定区域。
2011-06-06 astro-ph.CO
Post-inflationary axion isocurvature perturbations facing CMB and large-scale structure
在后暴胀理论中，由重排列机制产生的类轴子粒子（ALP）组成的暗物质导致了原始等曲率波动。这些波动的功率谱对于小的波数是平坦的，扩展到宇宙学调查可以达到的尺度。我们利用最新的宇宙微波背景（CMB）各向异性测量结果，结合CMB透镜效应、重子声振荡（BAO）和Sunyaev Zel'dovich（SZ）团簇计数测量了等曲率分量的振幅和倾斜。我们发现偏好的白噪声等曲率分量的CMB主要各向异性，这一结论是，但是，削弱了目前的大尺度结构（LSS）的数据。将结果解释为等曲率分量的保守上限，所有探针的ALP质量的组合结合为$m_{a} \gtrsim 10^{-19}$ eV，与$m_{a}$如何随温度变化存在一定依赖性。从未来的LSS实验和CMB透镜的宇宙剪切和星系集群的预期灵敏度表明改进的界限$m_{a} \gtrsim 10^{-18}$ - $10^{-13}$ eV，取决于尺度削减，以避免非线性和ALP质量温度的依赖性。
2020-10-11 astro-ph.CO hep-ph
A bias to CMB lensing measurements from the bispectrum of large-scale structure
宇宙微波背景（CMB）引力透镜效应测量精度的迅速提高也要求理论模型的精度相应提高。一种常用的近似方法是将CMB偏转角或透镜势建模为高斯随机场。然而，在本文中，我们分析量化的非高斯性的大尺度结构透镜，所产生的非线性结构的形成，CMB透镜测量的影响。特别是，评估的非零双谱的大尺度结构上的相关CMB四点关联函数的影响，我们发现，有一个偏见的CMB透镜功率谱的估计。对于基于温度的透镜重构与CMB阶段III和阶段IV的实验，我们发现，这种透镜功率谱偏差是负的，是百分之一的顺序的信号。这对应于这些即将进行的实验的多个标准差的偏移。然而，我们要注意的是，我们的数值计算仅评估了两个最大的偏倚项，因此仅提供了完整偏倚的近似估计。我们的结论是，需要进一步调查从非线性结构形成的透镜偏差，这些偏差应占在未来的透镜分析。
2016-05-04 astro-ph.CO
Joint resonant CMB power spectrum and bispectrum estimation
我们开发了必要的工具，以评估共振功能的CMB关联函数的统计意义，结合功率谱和双谱测量。这种重要性通常通过运行大量模拟来获得高斯情况下特征幅度的概率密度函数（PDF）来解决。虽然这些模拟对于功率谱是易于处理的，但是对于双谱，它们需要大量的计算资源。我们表明，通过假设PDF是由一个多变量高斯的协方差是由Fisher矩阵的正弦和余弦项，我们可以有效地产生光谱，统计上接近那些来自完整的模拟。通过从该PDF中绘制大量的功率谱和双谱，我们可以快速确定CMB中候选签名的统计显著性，同时考虑单频和多频估计。我们发现，对于共振模型，宇宙学和前景参数对估计的振幅影响不大，这可以大大简化分析。更精确的似然处理然后可以仅应用于候选签名。我们还讨论了模态扩展方法的功率谱，旨在快速扫描通过大家庭的振荡模型。
2015-12-02 astro-ph.CO
CMB anisotropies at second order III: bispectrum from products of the first-order perturbations
计算了由Boltzmann方程中的二阶涨落引起的宇宙微波背景（CMB）温度各向异性的双谱。本文是关于二阶涨落双谱数值计算的系列论文之一，我们考虑的是一阶扰动的乘积项，而把重组历史中的二阶项和扰动留给后续的论文。我们发现，双谱具有最大的信号在压缩三角形，类似于本地型原始双谱，因为这两种类型的位置空间中的一阶项的产品通过产生非线性。然而，详细的计算表明，它们的形状有足够的不同：互相关系数在l_{max} ~ 200的最大多极达到0.5，然后在l_{max} ~ 2000减弱到0.3。形状上的差异源于（i）声振荡影响双谱的方式，以及（ii）二阶效应不是尺度不变的。这意味着由于二阶效应（来自一阶项的产物）而导致的原始双谱的污染很小。对于全天空宇宙方差有限的实验，在l_{max} ~ 2000时，一阶项乘积的预期信噪比为~ 0.4。因此，我们的结论是，产品的一阶项可以安全地忽略在未来的CMB实验的分析。局部形式f_{NL}的预期污染在l_{max} ~ 200时为f^{local}_{NL}~ 0.9，在l_{max} ~ 2000时为f^{local}_{NL}~ 0.5。
2009-05-07 astro-ph.CO
The binned bispectrum estimator: template-based and non-parametric CMB non-Gaussianity searches
我们描述了用于2013年和2015年欧空局普朗克卫星温度和偏振CMB图的官方分析的分箱双谱估计器的细节。该估计器的定义方面是确定已在谐波空间中合并的映射双谱（3点相关器）。对于映射中的非高斯性的参数确定（所谓的fNL参数），采用该分箱双谱与理论激励模板的内积。然而，作为补充方法，也可以使用可变平滑尺度来平滑分箱的双谱，以便抑制噪声并使相干特征在噪声之上突出。这允许人们以模型独立的方式寻找任何统计上显著的双谱信号。这种方法是有用的特征的双谱形状的银河前景发射，其中的双谱各向异性的理论预测是缺乏的，并检测一个偶然的原始信号，其中的理论模板尚未提出。本文介绍了基于模板和非参数的方法。
2016-06-01 astro-ph.CO
Impact of Instrumental Systematics on the CMB Bispectrum
从温度和极化各向异性两个方面研究了仪器系统学对利用宇宙微波背景（CMB）双谱估计原初非高斯性的影响。对于温度系统学，我们考虑增益起伏和光束畸变。对于偏振，我们考虑与已知仪器系统学相关的影响：校准，像素旋转，差分增益，指向和仪器光束的椭圆率。我们认为这些影响在下一个领先的顺序，我们称之为非线性系统的影响。我们发现，如果仪器的响应是线性正比于接收到的CMB强度，那么只有原始CMB双谱的形状，如果有任何，将被扭曲。我们表明，仪器的非线性响应可以在一般情况下导致虚假的非高斯特性的CMB温度和偏振各向异性，即使原始CMB是完全高斯。我们确定的线性和非线性系统学参数的水平，它们不会导致我们的能力，以约束原始的非高斯振幅f_{nl}显着退化。我们发现，非线性系统学比线性系统学在提取原始非高斯性方面可能更令人担忧。特别是因为当前和不久的将来的CMB探头针对CMB功率谱测量进行了优化，而CMB功率谱测量对非线性仪器响应并不特别敏感。我们发现，如果仪器非线性不受专门校准的控制，在相应的非线性出现在CMB偶极测量中之前，有效的局域非高斯性可以达到f_{nl} ~ O（10）。高阶多极子对仪器的非线性更不敏感。
2010-10-10 astro-ph.CO
High-resolution CMB bispectrum estimator with flexible modal basis
本研究提出结合KSW与Modal估计器优势的高分辨率CMB双谱估计流水线，优化四面体数值积分方法，基于Planck 2018数据约束高振荡原初非高斯模型未获显著证据，方法可用于未来巡天。
2023-05-24 astro-ph.CO
Hunting for Isocurvature Modes in the CMB non-Gaussianities
我们研究新的形状的本地原始非高斯性的CMB。允许原始的等曲率模式以及主要的绝热模式，角双谱一般是六种不同形状的叠加：通常的绝热项，一个纯粹的等曲率分量和四个额外的组件，产生的绝热和等曲率模式之间的相关性。我们提出了一类早期的宇宙模型，其中这六个组件之间的各种层次可以得到，同时满足目前的上界的功率谱中的等曲率分数。值得注意的是，即使有这个限制，可检测的非高斯性可以产生等曲率模式。最后，我们讨论了普朗克卫星探测这些新形状的前景。
2012-04-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Search for Compensated Isocurvature Perturbations with Planck Power Spectra
在标准暴胀情形中，原始扰动是绝热的。大多数类型的等曲率扰动的幅度通常被当前数据限制为小。然而，如果有一个重子密度扰动被暗物质扰动以这样一种方式补偿，即总物质密度未被扰动，那么这种补偿的等曲率扰动（CIP）在宇宙微波背景（CMB）中在CIP振幅的线性量级上没有可观测的结果。在这里，我们搜索的影响，CIP对CMB功率谱的二次顺序的CIP振幅。普朗克温度数据的分析导致上限$Δ_{\rm rms}^2 \leq 7.1\times 10^{-3}$，在68\%的置信水平，CIP振幅的方差$Δ_{\rm rms}^2$。如果包括普朗克小角偏振数据，则将其加强为$Δ_{\rm rms}^2\leq 5.0\times 10^{-3}$。宇宙方差限制的CMB实验可以提高$1σ$对$Δ^2_{\rm rms} \lesssim 9\times 10^{-4}$ CIP的敏感性。还发现，将CIP添加到标准$Λ$ CDM模型中可以与添加非标准透镜振幅一样多地改善所观察到的CMB声峰的平滑的拟合。
2016-01-28 astro-ph.CO
Sachs-Wolfe at second order: the CMB bispectrum on large angular scales
在不考虑原初非高斯性的情况下，我们计算了大角度尺度下的宇宙微波背景各向异性双谱，并在二阶条件下推广了经典的Sachs-Wolfe结果δ T/T = Φ/3.计算是在泊松规范下进行的。除了在最后散射计算的本征贡献外，还必须考虑积分效应。这些都与透镜，和时间依赖性的潜力（里斯-Sciama）和矢量和张量分量的度量在二阶。双谱是在平天近似下显式计算的。它在尺度不变极限中的尺度为l ^（-4），其各种贡献的形状依赖性在3d图中表示。虽然对双谱的所有贡献在参数上具有相同的阶数，但全双谱由透镜效应主导。在压缩极限下，它对应于f_NL ^local =-1/6-cos（2 θ），其中θ是短模和长模之间的角度;角度相关的贡献来自透镜效应。在等边极限中，它对应于f_NL ^equil~3.13。
2009-09-16 astro-ph.CO
General Constraints on Isocurvature from the CMB and Ly-$α$ Forest
本文针对新物理场景中等曲率功率谱偏离简单幂律形式的问题，考虑四种等曲率模式并采用delta函数和分段幂律进行参数化，利用CMB、BAO、Lyman-$α$森林等数据在广泛尺度上对等曲率功率谱施加了通用约束。
2025-04-01 astro-ph.CO hep-ph
The shape of the CMB lensing bispectrum
CMB的透镜效应产生了一个显著的双谱，这应该被普朗克卫星在5-sigma水平上检测到，并且可能是局部非高斯性的f_NL估计的不可忽略的偏差来源。我们在几个方向上扩展了目前对透镜双谱的理解：（1）我们对透镜双谱进行了非微扰计算，比以前的一阶计算精度提高了约10%;（2）我们演示了如何将透镜双谱的信号方差结合到其幅度的估计中，为以前的Monte-Carlo结果提供了一个很好的分析解释;（3）我们发现在极化中存在一个显著的透镜双谱，这是由于在低多极子下透镜势和E极化之间的一个先前未被注意到的高达30%的相关性。我们使用这种改进的理解的透镜双谱重新评估费舍尔矩阵的预测，无论是普朗克和宇宙方差有限的数据。我们确认，不可忽略的透镜效应引起的局部非高斯性估计偏差应该是鲁棒的可处理的，并且只会在完全忽略透镜效应的预测中将f_NL误差条提高几个百分点（但请注意，透镜效应仍然必须考虑到以获得无偏约束）。我们还表明，透镜双谱本身的检测意义最终限于9西格玛宇宙方差。的工具，我们开发的非微扰计算的透镜双谱是直接相关的其他计算，我们给出了一个明确的结构的一个简单的非微扰二次估计的透镜潜在的，并将其互相关功率谱的双谱。我们的数字代码作为CAMB和LensPix的一部分公开提供。
2011-03-01 astro-ph.CO
Viscous modes, isocurvature perturbations and CMB initial conditions
当耦合等离子体是热力学可逆的时，它的涨落可分为绝热模和熵模。当粘性系数的不均匀性引起可计算的曲率扰动时，出现了一种不同的物理解，到目前为止还没有探索过。粘性模式明确说明和比较与传统的等曲率的解决方案。
2015-03-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Scale-Dependent Power Asymmetry from Isocurvature Perturbations
如果在大角度尺度上观测到的宇宙微波背景（CMB）半球功率的不对称性是由于超视界曲率涨落引起的，那么最简单的模型预测原始密度涨落在所有较小的尺度上都应该是类似的不对称性。最近，高红移类星体的分布被用来限制k ~ 1.5h/Mpc尺度上的功率不对称性，并且发现功率不对称性振幅的上限是CMB中功率不对称性振幅的六分之一。我们表明，这是不可能产生的不对称性，通过改变的相对贡献的暴胀子和曲率的绝热功率谱的尺度依赖。相反，我们考虑曲率的情况下，曲率衰减后，暗物质冻结，从而产生等曲率扰动。如果曲率场中存在超视界涨落，那么这些扰动的均方根振幅将是不对称的，并且这种不对称在CMB中的大角度尺度上最为明显。我们发现，只有当曲率对总暗物质密度的贡献很小，但不为零时，才有可能在满足类星体约束的情况下在CMB中产生所观察到的不对称性。该模型还要求大部分原始能量来自暴胀子场的波动。未来对CMB的观测和分析将测试该模型，因为该模型产生的功率不对称具有特定的频谱，并且该模型要求当前等曲率功率的上限接近饱和。
2009-07-04 astro-ph.CO
CMB B-mode non-Gaussianity: optimal bispectrum estimator and Fisher forecasts
即将到来的宇宙微波背景（CMB）数据可以用来探索谐波3点函数，涉及的CMB偏振信号的B模式分量。我们专注于描述B模场与CMB温度各向异性（T）和/或E模偏振（即，和）的非高斯相关的双谱<TTB><EEB><TEB>。这种双谱探测违反张量一致性关系：宇宙学关联函数的模型独立行为，涉及一个大波长张量模式（引力波）。观测到的张量一致性关系的破坏将排除大量的暴胀模型。我们描述了一个泛化的小松-Spergel-Wandelt（KSW）的双谱估计，允许统计推断这种类型的原始非高斯与CMB温度和偏振各向异性的数据。广义估计与现有的KSW估计共享其统计特性，并保留了有利的数值尺度与角分辨率。在本文中，我们推导出估计量，并提出了一组Fisher预测。我们展示了预测如何与各种实验参数（例如，下限和上限角带限制）进行缩放，例如，即将到来的地面西蒙斯天文台实验和拟议的LiteBIRD卫星实验。我们评论可能的污染物，由于次级宇宙学和天体物理学的来源。
2019-11-26 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
Isocurvature modes and Baryon Acoustic Oscillations
通过星系巡天测量重子声振荡是一种强有力的抑制暗能量的工具。该方法依赖于由宇宙微波背景各向异性测量得到的辐射阻力下声视界大小的知识。在本文中，我们量化的非标准的初始条件的形式的等曲率分量的暗能量参数的测定从未来的BAO调查的影响。特别是，如果有一个等曲率分量（在目前的数据仍然允许的水平），但它被忽略在CMB分析，声音视界和宇宙学参数的确定是有偏见的，因此，未来的调查可能会错误地建议偏离宇宙学常数。为了恢复一个公正的确定的声音地平线和暗能量参数，等曲率扰动的一个组成部分，必须包括在模型中分析CMB数据时。幸运的是，这样做不会显著增加参数错误。
2010-06-18 astro-ph.CO
A cross-bispectrum estimator for CMB-HI intensity mapping correlations
针对HI强度映射前景减除损失长波模式导致与CMB透镜交叉关联降低的问题，提出交叉双谱估计量，结合观测数据预测可实现亚百分比级宇宙学参数约束，性能对标下一代星系红移巡天。
2025-10-29 astro-ph.CO
CMB probes on the correlated axion isocurvature perturbation
我们探讨了暴胀子和类轴子场之间引力耦合的可能宇宙学后果。针对即将到来的宇宙微波背景（CMB）偏振和透镜效应数据，研究了CMB数据对曲率和轴子等曲率扰动之间的互相关的敏感性。通过一个具体的例子，说明了尺度相关功率谱对轴子参数的明显依赖性。
2016-07-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Odd-Parity CMB Bispectrum
测量宇宙微波背景（CMB）双谱，或三点关联函数，现已成为早期宇宙学的主要工作之一。在这里，我们表明，有一个奇宇称组成部分的CMB双谱，迄今尚未探索。我们认为，奇宇称温度偏振双谱可以出现，在原则上，通过弱透镜的CMB的手征引力波或通过宇宙学双折射，虽然信号将是小的，即使在最好的情况下的情况下。这些双谱的测量只需要适度修改通常的数据分析算法。它们可能是有用的，作为一个一致性测试在搜索通常的双谱和搜索数据中的惊喜。
2010-10-20 astro-ph.CO hep-ph
Two shadows on two backlights: forecasting the Ly-$α$ forest $\times$ CMB Lensing bispectrum from ACT/SO/S4 & DESI
本文预测了DESI与ACT/SO/CMB-S4联合探测Ly-α森林与CMB透镜压缩极限双谱的灵敏度，信噪比可达10.3至20.2，并指出需更精确建模连续谱偏差和阻尼Ly-α吸收体等污染源以实现可靠的宇宙学解释。
2024-05-02 astro-ph.CO
Quintessential Isocurvature in Separate Universe Simulations
在一个具有经典等曲率的宇宙中，或者在暗能量中的扰动独立于通常的曲率扰动，结构的形成被定性地改变。曲率和等曲率这两个独立场的存在使得物质扰动的增长率依赖于它们的初始条件。精华扰动导致它们的生长依赖于规模。我们为这个宇宙学进行了第一次独立的宇宙模拟。我们表明，功率谱响应和晕偏置依赖于规模和初始条件，并且存在的isocurvature模式改变这些量的映射晕自动和交叉功率谱，和挤压限制双谱。我们比较了几种模型的偏差，发现合理的协议与一个自由参数的功率谱响应模型和一个模型，适合两个独立的偏差参数的曲率和isocurvature源波动。我们还验证了模拟纯等曲率和纯曲率模式的响应可以线性组合，以再现不同比例的等曲率和曲率的响应。这使得我们的结果可以用来预测的光环功率谱和随机性与任意大规模的曲率和等曲率功率谱。在附录中，我们研究了在通货膨胀过程中产生的精华isocurvature和表明，通常需要一个修改后的动力学项，以产生可观察到的isocurvature模式在一个领域与$w_Q\approx -1$。
2019-07-21 astro-ph.CO
Isocurvature modes and Baryon Acoustic Oscillations II: gains from combining CMB and Large Scale Structure
我们考虑在原始扰动中存在非零等曲率贡献的宇宙学参数估计。先前的分析表明，即使是微量的等曲率扰动，如果不考虑，也可能影响来自宇宙微波背景观测的标准标尺校准，例如普朗克任务提供的那些，影响重子声学振荡解释，并在恢复的暗能量属性中引入偏差，这些偏差大于未来调查预测的统计误差。在此基础上，我们采用了一种广义的基准宇宙学，它包括一个变化的暗能量状态方程参数和曲率。除了重子声学振荡测量，我们包括从星系功率谱的形状的信息，并考虑联合分析的普朗克宇宙微波背景探测器和未来的，基于空间的，大尺度结构探测器没有太大的不同，从最近提出的调查。我们发现，这使得人们能够打破影响宇宙微波背景和重子声学振荡组合的简并。因此，大多数的宇宙学参数的系统偏差所产生的不正确的假设上的等曲率分数参数$f_{iso}$，变得可以忽略不计的统计误差。我们发现，宇宙微波背景和大尺度结构的组合给出了一个统计误差$σ(f_{iso}) \sim 0.008$，即使在曲率和一个变化的暗能量状态方程，这是小于从宇宙微波背景单独获得的误差时，平坦性和宇宙学常数假设。这些结果证实了宇宙微波背景和大尺度结构之间的协同作用和互补性，以及未来和计划中的星系巡天的巨大潜力。
2011-09-22 astro-ph.CO
Optimal estimator for the amplitude of the bispectrum from IR sources
我们设计了一个快速和最佳的估计器的双谱的幅度聚类红外（IR）点源。我们展示了如何估计可以占部分天空覆盖和非均匀噪声的情况下。预期的检测意义提出的信号噪声，发现IR双谱将实际上是无法检测到低于220 GHz的普朗克实验，相反，检测可以实现，或以上，220 GHz，特别是如果CMB被删除。我们还展示了如何将此估计与无线电和CMB非高斯估计相结合，以建立联合鲁棒约束。一方面，我们发现，对于类普朗克实验，CMB非高斯估计可以从点源贡献中解耦，除非很少的源被屏蔽。另一方面，我们发现无线电和红外非高斯性的估计是强耦合的，这降低了它们单独的检测意义。
2012-11-16 astro-ph.CO
The CMB bispectrum from bouncing cosmologies
在本文中，我们计算的CMB双谱的弹跳模型的激励圈量子宇宙学。尽管事实上，这些模型的原始双谱是指数衰减以上的一个大的枢轴尺度，我们发现，在CMB从尺度$\ell < 30$诱导的双谱的累积信噪比大于$10$在所有情况下的利益，因此可以，在原则上，在普朗克数据中检测到。
2021-10-20 astro-ph.CO gr-qc
Baryons still trace dark matter: probing CMB lensing maps for hidden isocurvature
补偿等曲率扰动（CIP）是平衡重子和暗物质等曲率以保持总物质密度不受扰动的原始波动。CIP对宇宙微波背景（CMB）各向异性的影响类似于CMB的弱透镜效应：平滑功率谱，产生非高斯特征。以前的工作考虑了CIP对CMB功率谱的影响，但忽略了CIP对透镜势功率谱估计的影响（尽管它对CMB三谱的非高斯、连通部分的贡献）。在这里，CIP贡献的标准估计的透镜潜在的功率谱的推导，以及CIP贡献的CMB功率谱，普朗克数据被用来放置在CMB尺度上的均方根CIP波动的限制，$Δ_{\rm rms}^2(R_{\rm CMB})$。由此产生的约束$Δ_{\rm rms}^2(R_{\rm CMB}) < 4.3 \times 10^{-3}$使用这种新技术提高了过去的工作的一个因素的$\sim 3$。我们发现，对于普朗克数据，我们的约束几乎达到最优CIP估计的灵敏度。这里提出的方法是目前最灵敏的探头的幅度的尺度不变CIP功率谱放置在95% CL的上限$A_{\rm CIP}< 0.017$。未来对大规模CMB透镜势功率谱的测量可以探测低至$Δ_{\rm rms}^2(R_{\rm CMB}) = 8 \times 10^{-5}$（$A_{\rm CIP} = 3.2 \times 10^{-4}$）的CIP振幅。
2017-04-14 astro-ph.CO hep-ph
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
CMB spectral distortions from small-scale isocurvature fluctuations
在小尺度下，原始扰动的衰减引起了宇宙微波背景（CMB）的畸变。在这里，依赖于不同类型的宇宙学初始条件的失真进行了探讨，包括绝热，重子/冷暗物质等曲率，中微子密度/速度等曲率模式和一些混合物。确定每个模式的辐射传递函数，然后用于计算耗散加热速率和光谱失真签名，利用热化代码CosmoTherm的分析估计和数值结果。在此基础上，导出了共形牛顿规范下流体模的早期超视界行为，并给出了紧耦合传递函数近似。由不同扰动模式引起的CMB光谱失真可以使用这里提供的简单的k空间窗口函数来估计。中微子带走了一部分原始扰动功率，引入了取决于扰动类型的总效率因子。结果表明，未来对CMB频谱的测量有可能在非常小的尺度上探测不同的扰动模式（对应于波数1 Mpc^{-1} < k < few x 10^4 Mpc^{-1}）。这些约束是在大尺度上获得的补充，因此为早期宇宙物理学提供了一个令人兴奋的新窗口。
2013-07-07 astro-ph.CO hep-th
Parametrised modified gravity and the CMB Bispectrum
我们预测的限制，从宇宙微波背景（CMB）的各向异性双谱，所产生的透镜和集成Sachs-Wolfe效应之间的相关性的重力修正理论。在修正引力模型中，度规势的演化一般会发生改变，对CMB双谱信号的贡献与标准宇宙学模型中的预期有很大不同，我们采用参数化的方法，重点研究了三种不同的模型：Linder增长指数模型、Chameleon型模型和f（R）理论。我们表明，对模型参数的约束将显着改善未来的CMB双谱测量。
2012-04-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB lensing and primordial non-Gaussianity
研究了引力透镜效应对由宇宙微波背景（CMB）温度各向异性双谱估计非高斯性的影响。我们发现透镜效应对双谱的影响可以定性地描述为类似于温度功率谱的声学特征的平滑。与以前的结果相反，对于宇宙方差限制为L=2000的类普朗克实验，我们发现透镜效应不会显著降低我们约束局部和等边构型的非高斯振幅fNL的能力，假设由于透镜势和积分萨克斯-沃尔夫（ISW）之间的交叉相关引起的偏差对CMB温度的贡献是充分理解的。通过数值模拟，我们还验证了低阶泰勒近似的透镜双谱和ISW透镜偏差是准确的。
2010-06-18 astro-ph.CO
