CMB 实验中偏振角的确定及其在 CMB 成分分离分析中的应用

新一代 CMB 偏振实验将达到前所未有的灵敏度极限以探测原初 B 模信号。然而，若我们无法严密控制系统误差，所有这些努力都将徒劳。在此，我们关注由偏振角定标不确定性引起的系统误差。偏振角定标错误会导致 E 模与 B 模的混合，从而掩盖原初 B 模信号。我们引入一种基于角功率谱最大似然的迭代方法，从多频信号计算偏振角。该方法的基础在于将 EB 功率谱置零。为简化似然，我们假设旋转角较小（<6 度），且旋转角的最大似然解通过迭代过程获得，其中协方差矩阵在每次迭代中不依赖于角度，即旋转角固定为前一次迭代中的估计角。基于这些假设，我们得到一个解析线性系统，从而实现非常快速的计算实现。我们表明，利用该方法能够以足够好的精度确定各频率的旋转角。为证明这一点，我们使用参数化成分分离方法 B-SeCRET 以两种不同方法进行成分分离分析。第一种方法中，我们将 B-SeCRET 流程应用于利用角度估计去旋转后的信号；第二种方法中，旋转角作为模型参数，以角度估计作为先验信息。我们得到，在应用第二种方法后旋转角估计有所改善，并表明由非零定标偏振角引起的系统残差在功率谱水平上被抑制至约 1% 的量级。