Planck 2018 对各向异性双折射及其与 CMB 各向异性交叉相关的限制

标准电磁学的破缺宇称扩展会产生宇宙双折射，即光子在传播过程中线偏振方向的真空旋转。我们利用 {\it Planck} 2018 CMB 偏振数据来限制各向异性双折射，由其角功率谱 $C_{\ell}^{\alpha \alpha}$ 建模，以及与 CMB 温度图的交叉相关 $C_{\ell}^{\alpha T}$，尺度大于约 15 度。我们给出了对尺度不变量 $A^{\alpha \alpha} \equiv \ell (\ell +1) \, C_{\ell}^{\alpha \alpha} / 2 \pi$ 以及交叉相关类似幅度 $A^{\alpha T} \equiv \ell (\ell +1) \, C_{\ell}^{\alpha T} / 2 \pi$ 的联合限制。我们在误差范围内未发现双折射证据，并得到 A^{\alpha \alpha} < 0.104 \, \mbox{[deg^2]} 与 A^{\alpha T}=1.50^{+2.41}_{-4.10} \, \mbox{[\mu$K$\cdotdeg]}，二者均在 } 95 \% \mbox{ C.L.}$。后一界限在限制近期提出的几种用于缓解$H_{0}$张力的早期暗能量模型方面似乎具有竞争力。在$A^{\alpha T}=0$处切片联合似然，对$A^{\alpha \alpha}$的限制收紧为$A^{\alpha \alpha} < 0.085 \, \mbox{[deg$^2$]}$(95$\% \mbox{ C.L.}$)。此外，我们将对$A^{\alpha \alpha}$的限制重新表述为对引起法拉第旋转的 primordial magnetic fields 振幅的界限，在边缘化与切片情形下分别得到 95$\%$C.L. 下$B_{1 {\tiny \mbox{Mpc}}} < 26.9$nG 与$B_{1 {\tiny \mbox{Mpc}}} < 24.3$ nG。