Generation of CMB B-mode Polarization from Circular Polarization
在这项工作中，我们考虑非零圆偏振的CMB辐射作为一个新的相互作用的结果。然后，我们重写的玻尔兹曼方程的斯托克斯参数$Q$，$U$和$V$，并表明，圆偏振可以产生的B-模式偏振，即使没有张量扰动存在。
2015-03-18 astro-ph.CO 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
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
Circular polarization in a spherical basis
在标准宇宙学模型中，宇宙微波背景（CMB）的圆偏振是由沿视线方向的各种双折射源在末次散射表面产生的线偏振的法拉第转换引起的。如果双折射的源是在原始密度扰动中以线性顺序产生的，则折射率张量的主轴由原始密度场的梯度确定。由于在最后散射的表面处的线偏振在密度扰动中以线性阶产生，因此圆偏振在原始扰动中以二阶产生。在这里，我们重新访问使用总角动量形式主义的圆偏振的计算，它允许在圆偏振的角功率谱的计算中的一些简化-特别是对于占主导地位的光子-光子散射的贡献-也提供了一些新的直觉。
2018-04-17 astro-ph.CO
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
Cosmological birefringence constraints from CMB and astrophysical polarization data
宇宙双折射是来自天体物理学和宇宙学来源的光子偏振面的旋转。旋转也可以取决于光子的能量，而不仅仅取决于源的距离和基础理论模型的宇宙学演化。在这项工作中，我们约束几个选定的模型宇宙学双折射，结合CMB和天体物理数据在无线电，光学，X和伽马波长，考虑到特定的能量和距离的依赖性。
2015-09-21 astro-ph.CO
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
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
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
Circular polarization of the cosmic microwave background from vector and tensor perturbations
原始线偏振辐射在双折射介质中传播时，经过法拉第转换，可以产生宇宙微波背景的圆偏振。最近的工作表明，从原始密度扰动的双折射的主要来源是各向异性的背景CMB。在这里，我们扩展以前的工作，允许额外的双折射，可能会出现原始矢量和张量扰动。我们推导出了感应圆偏振的功率谱公式，并将其应用于标准宇宙学。我们发现的根方差的诱导圆极化是$\sqrt{<V^2>}\sim 3\times 10^{-14}$标量扰动和$\sqrt{<V^2>}\sim 7\times 10^{-18} (r/0.06)$张量扰动与张量标量比$r$。
2019-02-04 astro-ph.CO
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
Standard Model Prediction for Cosmological 21cm Circular Polarization
在宇宙再电离之前，氢原子通过与各向异性21厘米辐射场的相互作用获得自旋极化四极。在宇宙微波背景（CMB）辐射场中，这种四极子与各向异性的相互作用使氢原子产生净自旋取向。这些自旋取向的氢原子发射的21厘米辐射是圆偏振的。在这里，我们重新简洁地推导出笛卡尔（而不是球面）张量的圆偏振的表达式。然后，我们计算了观测到的Stokes- $V$参数在标准$Λ$ CDM宇宙学模型的角功率谱，并显示它如何依赖于红移，或等价地，观测到的频率。
2020-06-18 astro-ph.CO
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
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
Exploring circular polarization in the CMB due to conventional sources of cosmic birefringence
宇宙微波背景（CMB）的圆偏振通常被认为是零，因为它不是由汤姆逊散射产生的。在这里，我们探讨的实际水平的圆偏振在CMB产生的传统宇宙学源的双折射。我们考虑两类双折射机制。一种是物质的排列产生各向异性的磁化率张量：氢自旋可以通过密度扰动或CMB自身的各向异性来排列。另一个是辐射场的各向异性，耦合到介质对电磁场的非线性响应：这可以通过光子-光子散射（真空的非线性响应）、原子超极化率（中性原子的非线性响应）或等离子体延迟（自由电子的非线性响应）发生。最强的效应来自于在$\sim 10^{-14}$ K能级上复合产生的光子-光子散射。我们的研究结果是一致的，可以忽略不计的圆极化的CMB相比，线极化或电流和近期实验的灵敏度。
2018-08-21 astro-ph.CO
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
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
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
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
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
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
