[論文レビュー] Imprints of Anisotropic Inflation on the CMB

Masa-aki Watanabe, Sugumi Kanno+1 more|arXiv (Cornell University)|Nov 16, 2010

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、異方性インフレーションが宇宙マイクロ波背景（CMB）に及ぼす影響を調査し、特に方向依存の曲率およびテンソル摂動、それらの相互相関、およびテンソル偏光を通じて、その特徴的なインプリントを明らかにする。本研究では、異方性インフレーションが非対角TBおよびEBスペクトルを誘導することを示しており、これにより、異方性インフレーションモデルの検出に重要な判別基準が得られることを示している。

ABSTRACT

We study the imprints of anisotropic inflation on the CMB temperature fluctuations and polarizations. The statistical anisotropy stems not only from the direction dependence of curvature and tensor perturbations, but also from the cross correlation between curvature and tensor perturbations, and the linear polarization of tensor perturbations. We show that off-diagonal TB and EB spectrum as well as onand off-diagonal TT,EE,BB, TE spectrum are induced from anisotropic inflation. We emphasize that the off-diagonal spectrum induced by the cross correlation could be a characteristic signature of anisotropic inflation.

研究の動機と目的

• 異方性インフレーションに起因するCMB温度および偏光揺らぎにおける統計的異方性を調査すること。
• 方向依存の曲率およびテンソル摂動が引き起こす特徴的なCMBスペクトル的シグネチャーを特定すること。
• 曲率摂動とテンソル摂動の相互相関が、非標準的なCMBパワー スペクトルを生成する役割を検討すること。
• 非対角TBおよびEBスペクトルが異方性インフレーションの特徴的で識別可能な観測的指標である可能性を評価すること。

提案手法

• 曲率およびテンソル摂動の方向依存パワー スペクトルを用いて異方性インフレーションをモデル化すること。
• テンソル摂動の線形偏光を統計的異方性の原因として含めること。
• 対角および非対角成分（TT、EE、BB、TE、TB、EB）を含むCMBパワー スペクトルの全セットを計算すること。
• 曲率摂動とテンソル摂動の相互相関が誘導する非対角スペクトルへの寄与を分析すること。
• 角運動量分解を用いてCMB多重極子における統計的異方性を計算すること。
• 相互相関効果の感受性が高いプローブとして、TBおよびEBスペクトルに焦点を当てる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 異方性インフレーションは、どのように非対角CMBスペクトル（例：TBおよびEB）を生成するか？
• RQ2 曲率-テンソル相互相関は、CMB温度および偏光における統計的異方性にどの程度寄与するか？
• RQ3 テンソル摂動の線形偏光は、CMBにおける測定可能な統計的異方性を生じるか？
• RQ4 異方性インフレーションのCMBシグネチャーは、標準的な等方的モデルとどのように異なるか？
• RQ5 相互相関によって誘導される非対角スペクトルは、異方性インフレーションの特徴的で識別可能なシグネチャーか？

主な発見

• 異方性インフレーションは、初期摂動における統計的異方性により、非対角TBおよびEBパワー スペクトルを誘導する。
• 曲率摂動とテンソル摂動の相互相関は、CMBスペクトルに特徴的な非対角信号を生成する。
• TT、EE、BB、TEなどの対角スペクトルに対しても、方向依存摂動の影響により統計的異方性が現れる。
• 相互相関から誘導される非対角スペクトルは、異方性インフレーションの特徴的で、実際に検出可能なシグネチャーと特定される。
• テンソル摂動の線形偏光は、CMBパワー スペクトル全体の統計的異方性に寄与する。
• 混合および非対角成分を含むCMBスペクトルの全セットは、統計的等方性の破れを示す形で変化する。