CMB观测的最优联合重建：应用于宇宙双向性、斑块重联和引力透镜
宇宙学与河外天体物理
2025-03-06 v1
摘要
宇宙微波背景（CMB）沿视线的畸变，包括引力透镜、宇宙双向性（cosmic birefringence）和斑块屏蔽（patchy screening），编码了至关重要的宇宙学信息。尽管二次估计器（quadratic estimators, QE）在提取这些信号方面表现出色，但在当前及下一代 CMB 调查中已变得次优，无法最大化信噪比，且受制于偏差污染，标准的偏差硬化技术无法缓解。我们提出了联合最大后验（maximum a posteriori, MAP）框架，同时重建多个畸变场，并显式考虑它们之间的相互污染。对于宇宙双向性搜索，本方法在重建噪声方面实现了最高可达 2.5 倍的改进，显著降低了由 CMB 引力透镜引起的偏差，最多可抑制至原来的 1/5。这些在引力透镜偏差上的提升，不仅体现在像 CMB-S4 和 SPT-3G 这类深度极化 survey 中，也体现在像 Simons Observatory 这类噪声更高的实验中，通过去引力场（delensing）的力量，本方法可将引力透镜引起的偏差降低约为原来的 1/2。我们的代码标志着对 CMB 次级各向异性、其与大尺度结构的交叉相关分析，以及 ultimately 实现更灵敏原始 B 模搜索的第一步。
引用
@article{arxiv.2503.03682,
title = {Optimal joint reconstruction from CMB observations: application to cosmic birefringence, patchy reionization and CMB lensing},
author = {Omar Darwish},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.03682},
year = {2025}
}