[论文解读] 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 3

一句话总结

本文研究各向异性暴胀如何在宇宙微波背景（CMB）上留下独特的印记，特别是通过方向依赖的曲率和张量扰动、其互相关以及张量极化。研究证明，各向异性暴胀会诱导出非对角TB和EB谱，以及混合的TT、EE、BB和TE谱，其中互相关特征是检测各向异性暴胀模型的关键判据。

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.

研究动机与目标

• 探讨由各向异性暴胀引起的CMB温度和极化涨落中的统计各向异性。
• 识别方向依赖的曲率和张量扰动所诱导的CMB谱特征。
• 研究曲率与张量扰动之间互相关在生成非标准CMB功率谱中的作用。
• 评估非对角TB和EB谱作为各向异性暴胀独特观测指纹的潜力。

提出的方法

• 通过曲率和张量扰动的方向依赖功率谱对各向异性暴胀进行建模。
• 将张量扰动的线性极化作为统计各向异性的来源。
• 计算完整的CMB功率谱集合，包括对角和非对角分量（TT、EE、BB、TE、TB、EB）。
• 分析曲率与张量扰动之间互相关对诱导出的非对角谱的贡献。
• 使用角动量分解来计算CMB多极矩中的统计各向异性。
• 聚焦于TB和EB谱作为互相关效应的敏感探针。

实验结果

研究问题

• RQ1 各向异性暴胀如何产生如TB和EB等非对角CMB谱？
• RQ2 曲率-张量互相关对CMB温度和极化中统计各向异性的贡献是什么？
• RQ3 张量扰动的线性极化能否在CMB中产生可测量的统计各向异性的涨落？
• RQ4 各向异性暴胀的CMB特征与标准各向同性模型有何区别？
• RQ5 由互相关诱导的非对角谱是否是各向异性暴胀的独特且可识别的特征？

主要发现

• 由于原初扰动中的统计各向异性，各向异性暴胀诱导出非对角TB和EB功率谱。
• 曲率与张量扰动之间的互相关在CMB谱中产生独特的非对角信号。
• 由于方向依赖的扰动，对角谱如TT、EE、BB和TE也表现出统计各向异性。
• 由互相关诱导的非对角谱被识别为各向异性暴胀的特征性且可能可探测的特征。
• 张量扰动的线性极化对CMB功率谱中的整体统计各向异性有贡献。
• 完整的CMB谱集合，包括混合和非对角分量，在破坏统计各向同性的方面被修改。