最新 CMB 观测下的中微子与暗辐射性质

来自南极望远镜 (SPT) 和阿塔卡马宇宙学望远镜 (ACT) 的高多极矩宇宙微波背景 (CMB) 最新测量结果，似乎在中微子和暗辐射性质的结论上存在分歧。在本文中，我们将 ACT 和 SPT 数据与威尔金森微波各向异性探测器的九年数据发布 (WMAP9)、重子声学振荡 (BAO) 数据、哈勃望远镜对哈勃常数的测量以及 Ia 型超新星光度距离数据相结合，针对不同宇宙学场景设定了暗辐射和中微子性质的新界限。在标准的三质量中微子情形下，若从分析中剔除重子声学振荡数据并利用哈勃望远镜的测量结果，这两个高多极矩探测给出了相似的结果。在具有 $N_{\rm eff}$ 个无质量中微子的标准宇宙学模型中也得到了类似结果，尽管在此情形下，当同时考虑重子声学振荡数据和哈勃空间望远镜的测量时，这两次测量之间的一致性也有所提高。在 $N_{\rm eff}$ 个质量中微子的情形下，无论联合分析中使用何种外部数据集，这两个高多极矩探测给出的结果都非常不同。在还考虑具有未知聚类性质的暗辐射背景的情形下，SPT 数据似乎在 2$\sigma$ 置信水平 (CL) 上排除了暗辐射粘滞系数 $c_{\rm vis}=1/3$ 的标准值，并且仅在将 SPT 数据与 BAO 测量相结合时才发现了存在质量中微子的证据。