CMB 各向异性中宇宙双折射的红移演化

我们研究宇宙学红移依赖的赝标量场 $\phi$ 通过耦合 $\phi F^{\mu\nu} \tilde F_{\mu \nu}$ 对宇宙微波背景（cosmic microwave background, CMB）线偏振旋转所产生的印记。我们展示了赝标量场的唯象或理论驱动的红移依赖，例如早期暗能量、精质（Quintessence）或类轴子暗物质模型中的依赖，如何导致 CMB 偏振和温度-偏振功率谱表现出超出广泛采用的近似（即忽略线偏振角红移依赖）的多极子依赖。由于这种多极子依赖，由一般耦合 $\phi F^{\mu\nu} \tilde F_{\mu \nu}$ 引起的各向同性双折射效应不与系统定标角不确定性简并。通过考虑该多极子依赖，我们基于 Wishart 似然的 $\chi^2$ 分析，计算了未来 CMB 偏振实验可探测的上述唯象与理论红移依赖参数。作为我们方法的最后示例，我们通过马尔可夫链蒙特卡洛（Markov Chain MonteCarlo, MCMC）计算了未来实验可探测的早期暗能量中的最小耦合 $g_\phi$，无论是否对系统旋转角不确定性进行边际化。