सीएमबी ध्रुवीकरण

कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB) मंद रूप से ध्रुवीकृत होता है, और उस ध्रुवीकरण का पैटर्न प्रारंभिक ब्रह्मांड, पुनरायनीकरण के युग और संभवतः आदिम गुरुत्वाकर्षण तरंगों की जांच करता है।

Definition

सीएमबी ध्रुवीकरण कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड पर अंकित एक छोटा रैखिक ध्रुवीकरण है जब इसके फोटॉन स्थानीय तापमान चतुर्ध्रुवों की उपस्थिति में इलेक्ट्रॉनों से अंतिम बार बिखरे थे, जिसे पारंपरिक रूप से विशिष्ट भौतिक उत्पत्ति वाले ई-मोड और बी-मोड पैटर्न में अलग किया जाता है।

Scope

यह विषय एक विषम विकिरण क्षेत्र के थॉमसन प्रकीर्णन में कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड ध्रुवीकरण की उत्पत्ति, ध्रुवीकरण पैटर्न का कर्ल-मुक्त ई मोड और कर्ल-जैसे बी मोड में अपघटन, प्रत्येक द्वारा वहन की जाने वाली ब्रह्मांडीय जानकारी, और मुद्रास्फीति गुरुत्वाकर्षण तरंगों के एक हस्ताक्षर के रूप में आदिम बी मोड की खोज को शामिल करता है।

Core questions

• कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड कैसे ध्रुवीकृत होता है?
• ई-मोड और बी-मोड ध्रुवीकरण के बीच क्या अंतर है?
• आदिम बी मोड को मुद्रास्फीति का हस्ताक्षर क्यों माना जाता है?

Key concepts

• रैखिक ध्रुवीकरण
• ई मोड
• बी मोड
• थॉमसन प्रकीर्णन
• आदिम गुरुत्वाकर्षण तरंगें
• पुनरायनीकरण बम्प
• लेंसिंग बी मोड

Key theories

थॉमसन-प्रकीर्णन ध्रुवीकरण

ध्रुवीकरण इसलिए उत्पन्न होता है क्योंकि एक स्थानीय चतुर्ध्रुव विषमता वाले विकिरण का थॉमसन प्रकीर्णन एक शुद्ध रैखिक ध्रुवीकरण उत्पन्न करता है, इसलिए कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड अपने तापमान पैटर्न के साथ सहसंबद्ध एक ध्रुवीकृत घटक वहन करता है।

ई और बी मोड अपघटन

ध्रुवीकरण क्षेत्र एक कर्ल-मुक्त ई-मोड पैटर्न में विभाजित होता है, जो घनत्व संबंधी गड़बड़ी से उत्पन्न होता है, और एक कर्ल-जैसे बी-मोड पैटर्न में विभाजित होता है, जो बड़े पैमाने पर केवल आदिम गुरुत्वाकर्षण तरंगों या गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग से आ सकता है, जो मुद्रास्फीति के लिए एक स्पष्ट परीक्षण प्रदान करता है।

Mechanisms

जब कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड फोटॉन अंतिम बार बिखरे थे, तो प्रत्येक इलेक्ट्रॉन द्वारा देखे गए विकिरण में एक चतुर्ध्रुव विषमता ने एक छोटा रैखिक ध्रुवीकरण उत्पन्न किया; घनत्व संबंधी गड़बड़ी केवल ई मोड उत्पन्न करती है, जबकि मुद्रास्फीति से उत्पन्न टेंसर संबंधी गड़बड़ी बी मोड उत्पन्न कर सकती है, और गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग छोटे पैमाने पर कुछ ई मोड को बी मोड में परिवर्तित करती है।

Clinical relevance

ध्रुवीकरण कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड में ब्रह्मांडीय जानकारी को तेज और विस्तारित करता है: ई मोड ध्वनिक भौतिकी की पुष्टि करते हैं और पुनरायनीकरण को बाधित करते हैं, लेंसिंग बी मोड संरचना और न्यूट्रिनो द्रव्यमान के विकास की जांच करते हैं, और आदिम बी मोड का पता लगाना मुद्रास्फीति के लिए प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान करेगा और इसके ऊर्जा पैमाने को मापेगा।

History

ई/बी अपघटन को 1997 में आदिम गुरुत्वाकर्षण तरंगों के हस्ताक्षर को अलग करने के तरीके के रूप में पेश किया गया था; ई-मोड ध्रुवीकरण का पहली बार 2002 में DASI द्वारा पता लगाया गया था, प्लैंक ने इसे सटीक रूप से मापा, और BICEP और साइमन ऑब्जर्वेटरी जैसे प्रयोग आदिम बी मोड की खोज जारी रखे हुए हैं।

Debates

आदिम बी-मोड का पता लगाना

आदिम बी मोड का एक मजबूत पता लगाना मुद्रास्फीति की पुष्टि करेगा, लेकिन गांगेय धूल से अग्रभूमि संदूषण ने झूठे अलार्म का कारण बना है, इसलिए अग्रभूमि से एक वास्तविक ब्रह्मांडीय संकेत को अलग करना एक केंद्रीय चुनौती बना हुआ है।

Key figures

• Marc Kamionkowski
• Arthur Kosowsky
• Albert Stebbins
• Uros Seljak
• Matias Zaldarriaga

Seminal works

• kamionkowski1997

Frequently asked questions

कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड बिल्कुल ध्रुवीकृत क्यों होता है?

ध्रुवीकरण तब उत्पन्न होता है जब फोटॉन इलेक्ट्रॉनों से बिखरते हैं जो अपने चारों ओर विकिरण में एक दिशात्मक, चतुर्ध्रुव भिन्नता देखते हैं; यह अंतिम प्रकीर्णन पर हुआ, जिससे तापमान विषमताओं के साथ सहसंबद्ध एक मंद ध्रुवीकृत संकेत छूट गया।

क्या बी मोड का पता लगाने से यह साबित होगा कि मुद्रास्फीति हुई थी?

एक पुष्ट आदिम बी-मोड संकेत मुद्रास्फीति के लिए बहुत मजबूत सबूत होगा, क्योंकि मुद्रास्फीति गुरुत्वाकर्षण तरंगें बड़े पैमाने पर सबसे प्राकृतिक स्रोत हैं; हालांकि, गांगेय धूल संकेत की नकल कर सकती है, इसलिए किसी भी दावे के लिए अग्रभूमि के सावधानीपूर्वक अलगाव की आवश्यकता होती है।