宇宙学距离上的宇称破坏精密测试

BICEP2 和 POLARBEAR 实验最近对宇宙微波背景 $B$ 模偏振功率谱的测量展示了探测基础物理学的新精密工具。无论其起源如何，我们能够探测到亚 $\mu$K 的 CMB 偏振这一事实代表了一项巨大的技术突破。然而，CMB 的偏振模式中可能还潜藏着更多信息。由于其张量性质，CMB 偏振也可能通过探测宇宙偏振旋转来揭示违反宇称的物理学。虽然当前的 CMB 偏振仪灵敏度足以以 $>5\sigma$ 的统计显著性测量一度级别的偏振旋转，但它们缺乏将此效应与系统性仪器偏振旋转区分开来的能力。在此，我们论证了从当前 CMB 数据以及独立的射电星系和类星体偏振测量中寻找宇宙偏振旋转的动机。我们认为，提高校准精度将允许精确测量违反宇称和洛伦兹对称性的效应。我们描述了 CalSat 天基偏振校准器，它将把系统性偏振角校准不确定性严格控制到 $0.05^\circ$，这比当前 CMB 偏振校准器提高了一个数量级。基于 CalSat 的校准可与当前搜索 $B$ 模偏振的 CMB 偏振仪一起使用，有效地将它们转化为宇宙宇称破坏的探测器，即无需构建专用仪器。