¿Los modos E y B de la polarización CMB tienen algo que ver con los campos eléctricos y magnéticos?

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¿Los modos E y B de la polarización CMB tienen algo que ver con los campos eléctricos y magnéticos?

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Dilatón

Como se explica en este artículo, como el CMB se crea a partir de una densidad variable (¿materia?) $\kappa$ su gradiente $\nabla \kappa = \vec{u}$ se puede separar en una parte de degradado y otra de rizo, denominada $E$ y $B$ modos

\nabla^{2} k^{mi} = \nabla \cdot \vec{tu}

$\nabla^2 \kappa^E = \nabla \cdot \vec{u}$

y

\nabla^{2} k^{B} = \nabla \times \vec{tu}

$\nabla^2 \kappa^B = \nabla \times \vec{u}$

Pensando en el electromagnetismo, estas definiciones parecen un poco (pero no exactamente) familiares, si el vector $\vec{u}$ tomaría el papel del potencial electromagnético $\vec{A}$ .

¿Es la similitud con la terminología del electromagnetismo solo una coincidencia, o estos $E$ y $B$ ¿Tienen los modos algo que ver con los campos eléctricos y magnéticos?

Py-ser

¿Podría consultar el artículo de donde provienen las ecuaciones? Normalmente

E

$E$ y

B

$B$ los vectores diseñan el campo eléctrico y magnético, respectivamente.

cris

No es una coincidencia; refleja que uno de los componentes está libre de rizos y el otro no. Pero no se refiere a ningún campo electromagnético.

Respuestas (1)

¿Los modos E y B de la polarización CMB tienen algo que ver con los campos eléctricos y magnéticos?

¿Podría consultar el artículo de donde provienen las ecuaciones? Normalmente $E$ y $B$ los vectores diseñan el campo eléctrico y magnético, respectivamente.
No es una coincidencia; refleja que uno de los componentes está libre de rizos y el otro no. Pero no se refiere a ningún campo electromagnético.

astromax · Answer 1

En este contexto, el $\kappa$ te refieres se llama el campo de densidad de materia adimensional. Es la jerga de las lentes gravitatorias, y por lo general se lo denomina campo de "convergencia".

Lo que ha escrito allí (que un campo se puede dividir en componentes sin divergencia y sin rotación) generalmente es cierto para cualquier campo que se pueda expresar como la rotación de otro campo $A$ . @chris tiene razón en que no se refieren al electromagnetismo en el que probablemente esté acostumbrado a escuchar este tipo de cosas, sino que se refieren a los estados de polarización del fondo cósmico de microondas debido a las fluctuaciones cuánticas en el universo primitivo. Se llaman 'E' y 'B' solo porque recuerdan a las líneas de campo eléctrico y magnético.

El gran hallazgo fue la medición de los modos B. Como recordatorio, así es como se verían estos patrones de modo E y B en el CMB: ingrese la descripción de la imagen aquí

Lo importante aquí es que los modos E son simétricos en la reflexión, mientras que los modos B claramente no lo son ( $B>0$ mapas en $B<0$ ). Para producir polarización en modo B, necesita dos cosas:

1) Dispersión de Thompson de fotones por electrones libres (presente en la superficie de la última dispersión y reionización ).

2) Un cuadrupolo de temperatura.

Lo emocionante del segundo elemento es que solo hay unas pocas cosas que pueden producir un momento cuadrupolar de este tipo, ¡y una de ellas son las ondas de gravedad! Las ondas gravitacionales distorsionan físicamente las coordenadas del espacio-tiempo a medida que viaja por el espacio, que por supuesto tiene partículas existentes, provocando este tipo de distorsiones:

gravmode1 gravmode2

Esta es la fuente de los momentos cuadripolares de temperatura. Los lados que se aprietan son más calientes y los lados que se estiran son más fríos.

Las lentes gravitacionales también pueden producir pequeñas cantidades de características similares al modo B en la polarización cmb, pero creo que ocurren en escalas mucho más pequeñas y, por lo tanto, pueden descartarse como la causa de los hallazgos de BICEP2. La lente tiende a estirar las cosas perpendicularmente al vector radial (en el $\hat{\theta}$ dirección): debilitamiento

La razón por la que esto es importante es porque la lente proporciona un mecanismo para cambiar la polarización del modo E (tome la $E<0$ por ejemplo) en una polarización de tipo modo B. La mayoría de los gráficos de los resultados de BICEP2 muestran el efecto de la formación de lentes en momentos multipolares mucho más altos (es decir, escalas físicas más pequeñas), por lo que creo que tienen una buena forma de diferenciar entre los dos tipos de anisotropías cmb secundarias.

bíceps2

Gracias por esta buena respuesta y aclaración, ya he visto una imagen así, por ejemplo, del anuncio de prensa :-). Lo que siempre me parece un poco extraño es que parece que en el patrón de $E>0$ parece desde un punto de vista ingenuo que si las líneas son $\vec{u}$ después $\nabla\vec{u} = 0$ que positivo... ¿Puede darnos más detalles sobre cómo las ondas gravitacionales pueden producir cuadrupolos de temperatura y, en general, sobre el mecanismo 2?
OK - se agregan los detalles. Déjame saber si se necesita alguna aclaración adicional.

¿Los modos E y B de la polarización CMB tienen algo que ver con los campos eléctricos y magnéticos?

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Py-ser

cris

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astromax

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astromax

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