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重子仍然示踪暗物质:通过CMB透镜图探测隐藏的等曲率扰动

宇宙学与河外天体物理 2017-10-18 v2 高能物理 - 唯象学

摘要

补偿等曲率扰动(CIPs)是平衡重子和暗物质等曲率以使总物质密度不受扰动的原初涨落。CIPs对宇宙微波背景(CMB)各向异性的影响类似于CMB弱透镜所产生的效应:功率谱的平滑以及非高斯特征的生成。先前的工作考虑了CIPs对CMB功率谱的影响,但忽略了其对透镜势功率谱估计的贡献(尽管它对CMB三谱的非高斯、连通部分有贡献)。本文推导了CIPs对透镜势功率谱标准估计量的贡献,并结合CIPs对CMB功率谱的贡献,利用普朗克(Planck)数据限制了CMB尺度上CIPs的均方根涨落 Δrms2(RCMB)\Delta_{\rm rms}^2(R_{\rm CMB})。使用这一新技术得到的限制 Δrms2(RCMB)<4.3×103\Delta_{\rm rms}^2(R_{\rm CMB}) < 4.3 \times 10^{-3} 比以往工作改善了约 3\sim 3 倍。我们发现,对于普朗克数据,我们的限制几乎达到了最优CIP估计量的灵敏度。本文提出的方法目前是探测尺度不变CIP功率谱振幅的最灵敏探针,在95% CL下给出上限 ACIP<0.017A_{\rm CIP}< 0.017。未来对大尺度CMB透镜势功率谱的测量可探测低至 Δrms2(RCMB)=8×105\Delta_{\rm rms}^2(R_{\rm CMB}) = 8 \times 10^{-5}ACIP=3.2×104A_{\rm CIP} = 3.2 \times 10^{-4})的CIP振幅。

关键词

引用

@article{arxiv.1704.03461,
  title  = {Baryons still trace dark matter: probing CMB lensing maps for hidden isocurvature},
  author = {Tristan L. Smith and Julian B. Muñoz and Rhiannon Smith and Kyle Yee and Daniel Grin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1704.03461},
  year   = {2017}
}

备注

24 pages, 9 figures; comments welcome; v2 references corrected