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由宇宙双折射常规源引起的 CMB 圆偏振探索

宇宙学与河外天体物理 2018-08-30 v2

摘要

宇宙微波背景(CMB)的圆偏振通常被认为为零,因为它不是由汤姆孙散射产生的。这里我们探索由宇宙双折射的常规宇宙学源产生的 CMB 实际圆偏振水平。我们考虑两类双折射机制。一类是物质排列产生各向异性极化率张量:氢自旋可由密度扰动或 CMB 各向异性自身排列。另一类是辐射场的各向异性与介质对电磁场非线性响应的耦合:这可通过光子-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。最强的效应来自复合时的光子-光子散射,水平为 1014\sim 10^{-14} K。我们的结果与 CMB 圆偏振相比于线偏振或当前及近期实验的灵敏度可忽略不计相一致。

关键词

引用

@article{arxiv.1803.04505,
  title  = {Exploring circular polarization in the CMB due to conventional sources of cosmic birefringence},
  author = {Paulo Montero-Camacho and Christopher M. Hirata},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1803.04505},
  year   = {2018}
}

备注

New version matches the accepted version for publication. 45 pages, 7 figures