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基于混合 ILC 图图的宇宙双偏振场约束

宇宙学与河外天体物理 2025-10-27 v2

摘要

宇宙双偏振源于潜在的 parity-violating 相互作用,即在宇宙微波背景 (CMB) 光子与演化的 pseudo-scalar 场如轴类粒子之间发生的相互作用,这会旋转 CMB 偏振平面,从而在 CMB EEBB 极化之间诱导有效相关性。本文我们引入一种混合 internal linear combination (ILC) 方法,将两种 EEBB 极化频率图组合到组件分离管道中,从而在宇宙双偏振和仪器偏振角失准的存在下实现对 CMB 偏振相关和不相关分量的分离。我们推导了一个解析的线性关系,将宇宙双偏振诱导的相关 EE (或 BB) 极化场分量与由 BB (或 EE) 极化场在多个天空区域上的线性回归相连。通过这种方式,我们在场水平上直接估计双偏振角。这使我们能够将宇宙双偏振与偏振角失准和前景污染区分开来,因为 ILC 对 achromatic 宇宙双偏振和色差系统效应的响应不同,其权重仅将空间或谱系依赖性投射到后者上。这种非参数的、面向场的 method 提供了一种直接在实际空间中探测宇宙双偏振的新方法。当我们将其应用于即将到来的 LiteBIRD 卫星任务的真实模拟时,我们的方法 yield 的约束与现有的功率谱基于分析相竞争,并且互补。当应用于 Planck Release 4 (PR4) 数据时,我们发现双偏振角为 β=0.32±0.12\beta = 0.32^\circ \pm 0.12^\circ,这是一个 2.7σ2.7\sigma 的检测,robustness 强,抗 varying sky fractions 的影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.22109,
  title  = {Field-level constraints on cosmic birefringence from hybrid ILC maps combining $E$- and $B$-mode channels},
  author = {Mathieu Remazeilles},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.22109},
  year   = {2025}
}

备注

41 pages, 14 figures, 3 tables. Updated to match version accepted by JCAP