LiteBIRD 科学目标与预测：原初磁场

我们给出了 LiteBIRD 卫星将获得的对原初磁场约束的详细预测。这些约束由 PMFs 对 CMB 各向异性的效应所驱动：磁诱导扰动的引力效应；对宇宙热历史与电离历史的影响；对 CMB 偏振的 Faraday 旋转印记；以及在偏振各向异性中诱导的非高斯性。LiteBIRD 是探测 PMFs 的灵敏工具，通过利用所有这些物理效应，它将能够改进来自 Planck 的当前极限。特别是，得益于其精确的 $B$-模偏振测量，LiteBIRD 将改进引力效应在红外构型上的约束，给出在 95% 置信水平下 $B_{\rm 1\,Mpc}^{n_{\rm B} =-2.9} < 0.8$ nG，有可能开启以高显著性探测纳高斯级磁场的前景。我们还观察到，在对谱指数进行边际化后，极限有显著改进，即在 95% 置信水平下 $B_{1\,{\rm Mpc}}^{\rm marg}< 2.2$ nG。对于主要依赖 $E$-模偏振数据的热历史效应，我们在所有 PMF 构型上均获得了显著改进，在边际化情况下，95% 置信水平下 $\sqrt{\langle B^2\rangle}^{\rm marg}<0.50$ nG。Faraday 旋转约束将利用 LiteBIRD 宽广的频率覆盖范围和 $B$ 模的高灵敏度，使极限相较于当前结果改进数个数量级，在 95% 置信水平下 $B_{1\,{\rm Mpc}}^{n_{\rm B} =-2.9} < 3.2$ nG。最后，$B$-模偏振的非高斯性可以在 1 nG 的水平上探测 PMFs，再次显著改进了来自 Planck 的当前界限。总而言之，我们的预测代表了广泛的互补探测集合，为 LiteBIRD 将实现的 PMF 特性提供了保守的极限。