早期宇宙極化輻射的新物理暗示
一個國際研究小組利用來自宇宙微波背景輻射的普朗克數據觀測了一些新的物理現象。該團隊開發了一種新的方法，利用我們自己銀河系的塵埃來校準古代光的偏振角。雖然這個信號檢測得不夠精確，無法得出一個明確的結論，但它可能表明暗物質或暗能量可能導致違反所謂的"宇稱對稱性"。
人們認為，支配宇宙的物理定律在鏡子中翻轉時不會改變。例如，無論是在原始系統中，還是在所有空間坐標都被翻轉的鏡像系統中，電磁系統的工作原理都是一樣的。如果這種對稱性被稱為宇稱，它可能是理解暗物質和暗能量難以捉摸的本質的關鍵，暗物質和暗能量分別占宇宙能量預算的25%和70%。雖然兩者都是暗的，但這兩個成分對宇宙的演化有相反的影響：暗物質吸引，暗能量使宇宙膨脹得更快。
(IPNS)，東京大學的卡夫里宇宙物理與數學研究所(KavliIPMU)的研究人員，以及馬克斯·普朗克天體物理學研究所(MPA)報告了令人信服的新物理學提示-置信度為99.2%-違反了奇偶校驗對稱性。他們的發現發表在2020年11月23日的《物理評論快報》上。該論文被該雜志的編輯評為"重要，有趣且寫得很好"的"編輯建議"。
在宇宙微波背景輻射中發現了違反奇偶對稱性的暗示，這是宇宙大爆炸的殘余光。"關鍵是宇宙微波背景的偏振光。光是一種正在傳播的電磁波。當它由沿著首選方向振蕩的波組成時，物理學家稱它為"極化"。當光被散射時，偏振就會發生。例如，陽光由所有可能的振蕩波組成。因此，它不是兩極分化的。同時，彩虹光被偏振，因為陽光被大氣中的水滴散射。同樣地，宇宙微波背景的光在宇宙大爆炸后400000年被電子散射時，最初被偏振化。當這個光在宇宙中傳播了138億年后，
如果暗物質或暗能量以違反宇稱對稱性的方式與宇宙微波背景光相互作用，我們可以在極化數據中找到它的特征，"KEKIPNS的博士后研究員YutoMinami說。
為了測量旋轉角度β，科學家需要對偏振敏感的探測器，比如歐洲航天局(ESA)普朗克衛星上的探測器。他們需要知道極化敏感傳感器相對于天空是如何定位的。如果這些信息不準確，那么被測的極化表面似乎是人為旋轉，從而產生誤差信號。在過去，探測器本身引入的人造旋轉不確定性限制了宇宙偏振角β的測量精度。
我們開發了一種新的方法，利用銀河系塵埃中的偏振光來確定人工旋轉，"米納米說，"這樣，我們的精確度是過去的兩倍，我們最終可以測量β。"銀河系中的塵埃傳播距離遠小于宇宙微波背景。這意味著塵埃發射不受暗物質或暗能量的影響，也就是說，宇宙微波背景中只有β，而人工旋轉對兩者都有影響。因此，兩個光源之間測量的極化角的差異可以用來測量β。
研究小組使用這種新方法從普朗克衛星獲得的極化數據中測量β。他們發現99.2%的置信水平違反了宇稱對稱性。要聲稱發現了一種新物理學，它需要更大的統計意義或99.99995%的置信度。"KavliIPMU的首席研究員、精神壓力分析主管伊伊希羅·小松說："很明顯，我們還沒有找到新物理學的確鑿證據；需要更高的統計意義來確認這一信號。"這種方法最終使我們能夠使這種"不可能"的測量，這可能指向新的物理。
為了確認信號，這種新方法可應用于任何現有和未來測量宇宙微波背景極化的實驗，如SimonsArray和LiteBIRD，其中涉及KEK和KavliIPMU。
