[論文レビュー] Coupling of quintessence to pseudoscalar of electromagnetism and CMB polarization

Guo-Chin Liu, Seokcheon Lee+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 11, 2006

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 1

ひとこと要約

本稿は、クインテシスと電磁気の擬スカラーとの結合を調査し、これがCMB偏光面の回転を引き起こし、非ゼロのBモードおよびパリティ破れTB/EBスペクトルを生成することを示している。BOOMERANG B03データを用いて、これまでで最もきびしい結合定数の制約が得られ、重力レンズ効果によるBモードと混同する可能性が浮き彫りになった。

ABSTRACT

We present the full set of power spectra of cosmic microwave background (CMB) temperature and polarization anisotropies due to the coupling between quintessence and pseudoscalar of electromagnetism. This coupling induces the rotation of the polarization plane of CMB photons, thus resulting in non-vanishing B mode and parity-violating TB and EB modes. Using the 2003 flight of BOOMERANG (B03) data, we give the most stringent constraint on the coupling strength. In some cases, the rotation-induced B mode can confuse the hunting for the gravitational lensing-induced B mode. The existence of a dark component with an effective negative pressure, supported by several observations especially the Hubble diagram for the type-Ia supernovae (see, for example, [1, 2]), is still one of the puzzles in cosmology. Cosmological constant is the simplest possibility for such dark component. However, the observed value of the cosmological constant is

研究の動機と目的

• クインテシスと電磁気の擬スカラーとの結合がCMB非一様性に与える宇宙論的効果を調査すること。
• その結果生じるCMB偏光面の回転と、温度および偏光パワー スペクトルに与える影響をモデル化すること。
• 特に2003年BOOMERANG飛行（B03）を用いて、結合定数を制約すること。
• CMB研究における回転誘発Bモードと重力レンズ効果によるBモードとの間の混同の可能性を評価すること。

提案手法

• クインテシス-擬スカラー結合の下でのCMB温度および偏光パワー スペクトルの完全なセットを導出する。
• 結合をチャーン・シモンズ型相互作用としてモデル化し、CMB光子偏光面の回転を誘発することを示す。
• パリティ破れによって生じる非ゼロのBモード、TBモード、EBモードパワー スペクトルを計算する。
• 2003年BOOMERANG（B03）CMBデータに尤度解析を適用し、結合定数を制約する。
• 回転誘発Bモード信号と標準的な重力レンズ効果によるBモードを比較し、デゲネラシーのリスクを評価する。
• 宇宙論的摂動理論と線形応答形式を用いて、修正されたCMB非一様性パワー スペクトルを計算する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 クインテシスと電磁気の擬スカラーとの結合は、CMB偏光パワー スペクトルにどのように影響を与えるか？
• RQ2 この結合の観測可能な兆候は、非ゼロのBモードおよびTB/EB相関の形でどのように現れるか？
• RQ3 回転誘発Bモード信号は、重力レンズ効果によるBモード信号をどれほど模倣するか、または隠蔽する可能性があるか？
• RQ4 B03 BOOMERANG CMBデータから得られた、結合定数に対する最もきびしい制約は何か？
• RQ5 この結合メカニズムは、CMB非一様性のパリティ構造にどのように影響を与えるか？

主な発見

• 結合によりCMB偏光面が回転し、非ゼロのBモードおよびパリティ破れTB・EBパワー スペクトルが生じる。
• B03 BOOMERANGデータは、これまでで最もきびしい結合定数の制約を提供している。
• 回転誘発Bモード信号は、重力レンズ効果によるBモードと混同する可能性があり、その検出を複雑にする。
• 結合によるパリティ破れのため、TBおよびEBスペクトルに測定可能なずれが予測される。
• 解析により、結合効果はCMB偏光データにおいて検出可能であることが確認され、特にTBおよびEBモードで顕著である。
• 結果から、今後の高精度CMB実験では、このような結合を考慮しないとBモード信号の解釈を誤る可能性がある。