通过非线性光子-光子相互作用产生 CMB 辐射的圆偏振

标准宇宙学模型确实通过汤姆孙散射预言了宇宙微波背景辐射（CMB）在强度和线偏振上的可观测各向异性，尽管这些理论模型并未预言 CMB 辐射的圆偏振。另一方面，观测证据并未排除 CMB 的圆偏振。在此，我们基于欧拉-海森堡有效拉格朗日量，估算了由康普顿散射和非线性光子-光子前向散射引起的 CMB 辐射圆偏振功率谱 $C_{l}^{V(S)}$。我们估算出在当前时刻 $l\sim300$ 处圆偏振功率谱的平均值为 $l(l+1)\,C_{l}^{V(S)}/(2\pi)\sim 10^{-4}\mu\,K^2$，该值小于近期报道的数据（SPIDER 合作组），但处于未来可实现的实验数据范围内。我们还表明，在原始标量扰动存在下，通过欧拉-海森堡相互作用产生 CMB 光子的 B 模偏振是可能的，然而这一对 B 模偏振的贡献并不显著。