CMB极化分析：Minkowski函数的新视角

"这篇学术文章发表在Physics Letters B771 (2017) 67–73上，探讨了利用CMB（宇宙微波背景）极化的Minkowski函数作为分析工具的可能性，特别是在寻找非高斯性特征时。作者包括Pravabati Chingangbama、Vidhya Ganesan、K.P. Yogendra和Changbom Park，他们分别来自印度天文研究所、印度科学研究所、IISER Tirupati和韩国高等研究院。文章经过多次修订，最终于2017年5月接受并在线发布，编辑为H. Peiris。" CMB（宇宙微波背景）极化是研究宇宙早期条件的重要窗口，通常通过E模和B模来分析，因为这两种模态在视线旋转下是标量量，且源自不同的物理过程。E模主要与密度扰动有关，而B模则与引力波的印记关联。然而，这篇研究提出了使用Stokes参数Q和U作为补充分析手段，尤其是在检测CMB极化的非高斯性方面。 Minkowski函数als（MFs）是一种统计工具，用于探测数据集中的结构和不均匀性。在本文中，作者指出Q和U的Minkowski函数在沿着视线的局部旋转下保持不变，这使得它们可以在全天空分析中应用。尽管如此，当天空覆盖不完整时，这种不变性不再成立。 对于局部类型的原始非高斯性，研究发现Q和U的MFs的非高斯偏差相对于E模或温度波动的非高斯偏差来说，其幅度大约低一个数量级，并且形状偏差也不同。这种差异有助于区分局部非高斯性与其他可能的非高斯信号源，如 primordial non-Gaussianity（原初非高斯性）。 此外，作者还分析了Q和U的MF振幅对张量与标量比r的敏感性。随着r值的增加，即张量模式（如引力波）相对于标量模式（如密度波动）的贡献增强，Q和U的MF振幅以及总极化强度的奇异数密度都会降低。这一发现对于理解早期宇宙的物理过程，特别是对可能存在的引力波信号的探测具有重要意义。 这篇文章提供了一种新的方法来分析CMB极化数据，特别是对于检测非高斯性和理解宇宙早期物理的细节。通过使用Q和U的Minkowski函数，科学家可以更全面地评估观测数据，提高对宇宙学模型的约束力。