CMB透镜功率谱中旋转引起偏置的高效估计

宇宙微波背景(CMB)透镜功率谱是探测暗时期宇宙的强大工具，编码了关于暗能量方程状态和 neutrino 总质量等宇宙参数的宝贵信息。然而，各向异性宇宙双折射的存在会偏置使用CMB偏振图 reconstructing 的 CMB 透镜功率谱，尤其是在小尺度上，并影响这些参数的约束。 upcoming 实验将以偏振透镜信号为主，尤其容易受到这种偏置的影响。我们确定了这种偏置的主要贡献为一种类似于 $N_L^{(1)}$ 的噪声，由各向异性旋转引起，而非透镜引起。我们表明，对于类似 CMB-S4 的实验，一个尺度不变的各向异性旋转场，其标准偏差为 0.05 度，能够在相当程度上抑制小尺度透镜功率谱($L\gtrsim 2000$)，其效果相当于对 $\sum_i m_{\nu_{i}}=50~\rm{meV}$ 的大质量 neutrino 所产生的效果，使得旋转场成为未来CMB实验中测量 neutrino 质量的重要来源。我们提供了该 $N_L^{(1)}$-like 噪声的解析表达式和基于仿真的估计器，这允许对未来实验中的偏置进行高效的预测和消除。此外，我们研究了非尺度不变旋转功率谱对重构透镜功率谱的影响，并发现小尺度旋转功率谱的能量过剩会导致更大的偏置。我们的工作为在未来的CMB透镜测量中准确建模和消除由各向异性旋转引起的偏置提供了有效的数值框架。