利用Planck CMB温度和极化数据对原初功率谱的自由形式重建
宇宙学与河外天体物理
2023-12-04 v3
摘要
虽然最简单的暴胀模型预言原初扰动近乎标度不变，但在许多物理上动机充分的模型中，原初功率谱（PPS）可以展现出振荡特征。我们基于\textit{Planck} 2018 CMB温度和极化各向异性数据，通过PPS的自由形式重建来搜索此类特征的迹象。为了稳健地反演振荡积分并处理带噪声的非分箱数据，我们从图像分析技术中汲取灵感。在先前的工作中，用于图像去模糊的Richardson-Lucy反卷积算法已被修改用于从CMB温度角功率谱重建PPS。我们通过纳入CMB极化并引入两种同样受图像分析启发并针对我们的宇宙学背景进行了适配的新正则化技术，广泛地发展了该方法。正则化对于同时改善对温度和极化通道（TT、TE和EE）的拟合而不牺牲其中之一至关重要。我们获得的重建结果与先前仅基于温度的分析结果一致。我们利用模拟数据评估了重建中振荡特征的统计显著性，发现观测结果与具有无特征PPS的情形一致。这里开发的工具将成为利用未来CMB巡天搜索特征的补充手段。我们的方法在图像反卷积任务中也展现出有竞争力的性能，这些任务具有从显微镜到医学成像的多种应用。
引用
@article{arxiv.2211.15139,
title = {Free-form reconstruction of primordial power spectrum using Planck CMB temperature and polarization},
author = {Wuhyun Sohn and Arman Shafieloo and Dhiraj Kumar Hazra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.15139},
year = {2023}
}
备注
22 pages, 6 figures, substantially different from the first version