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宇宙微波背景:什么是b模式?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-05-31 09:52:31

微波背景中的任何偏振模式都可以分为两种不同的偏振模式:e模式和b模式。之所以选择这些名字,是因为E模式和电场有点类似,而B模式和磁场有点类似,在物理学中,我们通常分别用字母E和B来描述电场和磁场。

光是一种电磁波,这意味着它是由振荡的电场和磁场构成的。我们任意地把极化定义为电场振荡的方向。

所以,当你像BICEP2实验那样画一张CMB的图时,你可以把光波的振荡方向画成线段。当你这样做的时候,你会发现这些线段创建了E-mode B-mode偏振模式,如下图所示:

宇宙微波背景:什么是b模式?

两种模式之间的区别,从图示中可以清楚地看出,是b模式有一个“扭曲”或“卷曲”,而e模式是我们在物理学中描述的“无卷曲”。

现在,在膨胀过程中产生的引力波被预测会同时印上e模式和b模式偏振模式。然而,问题是电子模态可以通过其他方式产生,所以在CMB中探测电子模态(这在过去已经做过)不能被认为是原始引力波的证据。

让事情变得更加复杂的是,e模式有时会被“扭曲”,看起来像b模式。这些类型的b -模以前也被探测过。

然而,由原始引力波产生的b型模可以从“伪”模中分离出来,这就是这个新发现的本质!观察BICEP2生成的以下地图:

宇宙微波背景:什么是b模式?

水平和垂直轴代表天空的位置,所以这些是实际的天空地图。线段显示极化的方向,如上所述。这些颜色表示天空中每一小块区域被认为具有e模式(上图)或b模式(下图)偏振的程度。在b模式的情况下,颜色方案测量地图上某一特定区域的“扭曲”程度:顺时针旋转为红色,逆时针旋转为蓝色。

因此,底部的地图为原始引力波提供了证据。
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