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宇宙弦类型的观测限制

宇宙学与河外天体物理 2014-07-29 v2 高能天体物理现象

摘要

本文旨在设定宇宙弦(Nambu-Goto、Abelian-Higgs、半局域)及其他拓扑缺陷(纹理)数量的观测极限。利用空间任务 Planck 提供的不同频率下的 CMB 各向异性射电图,我们对其进行滤波处理,随后采用修正 Haar 函数 (MHF) 卷积方法搜索宇宙弦候选体。该方法旨在搜索孤立弦,无需关于此类物体网络存在的额外假设。在 δT100μK\delta T \approx 100 \mu K 的背景下,MHF 方法的灵敏度为 δT10μK\delta T \approx 10 \mu K。将这些结果与先前已知的弦网络搜索结果进行比较表明,弦只能是半局域的,数量在 1÷51 \div 5 之间,且单根弦张力(线密度)的上限为 Gμ/c27.36107G\mu/c^2 \le 7.36 \cdot 10^{-7}。纹理模型也是允许的。不存在 Gμ/c2>7.36107G\mu/c^2 > 7.36 \cdot 10^{-7} 的弦。然而,与非高斯信号搜索数据的比较显示,存在若干(最多 3 条)Nambu-Goto 弦也是可能的。对于 Gμ/c24.83107G\mu/c^2 \le 4.83 \cdot 10^{-7},由于存在无法验证的虚假弦候选体,MHF 方法失效。因此,张力为 Gμ/c24.83107G\mu/c^2 \le 4.83 \cdot 10^{-7} 的弦的存在并未被禁止,但这超出了 Planck 数据的探测能力。

关键词

引用

@article{arxiv.1312.6106,
  title  = {Observational constraints on the types of cosmic strings},
  author = {Olga S. Sazhina and Diana Scognamiglio and Mikhail V. Sazhin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1312.6106},
  year   = {2014}
}

备注

15 pages, 10 figures; accepted by the European Physical Journal C