用于检测微波背景图中长弦的统计量

使用解析方法和蒙特卡罗模拟，我们分析了一种新的统计量，用于检测在宇宙微波背景（CMB）像图中大面积连贯的阶跃式连续不连续现象。这种连贯的温度阶跃预言预见，因长尺度宇宙弦存在于我们当前的视界范围内而形成。该连贯的阶跃种子背景假设为尺度不变的高斯随机场，这种随机场可能由在更小尺度上的种子叠加或由气体早期量子涨落产生。也研究了不相关高斯随机噪声的影响。所考察的统计变量是CMB图中相邻大区域之间的样本均值差（SMD），其在二维图中以直线分隔，在一维图中以点分隔。我们发现，包括噪声后，SMD 统计量可在 $1 \sigma$ 到 $2 \sigma$ 水平上检测到 $G\mu (v_s \gamma_s)= 1/(8\pi) ((\delta T)/T)_{rms} \simeq 0.5 \times 10^{-7}$ 的长弦存在，而更常规的统计量如偏度或峰度则需要 $G\mu$ 值几乎一个数量级更大才能在相当水平上实现可检测性。