Jusqu’où s’étend l’univers ? Quand et remark l’univers a-t-il commencé ? La cosmologie a progressé dans la résolution de ces thoughts en fournissant des preuves observationnelles pour des modèles théoriques de l’univers basés sur la physique fondamentale. Le modèle conventional de cosmologie est aujourd’hui largement accepté par les chercheurs. Cependant, elle ne parvient toujours pas à expliquer les thoughts fondamentales de la cosmologie, notamment la matière noire et l’énergie noire.
En 2020, un nouveau phénomène intéressant appelé biréfringence cosmique a été signalé à partir des données de polarisation du fond diffus cosmologique (CMB). La polarisation décrit les ondes lumineuses oscillant perpendiculairement à la course dans laquelle elles se déplacent. En général, la course du prepare de polarisation reste constante, mais peut pivoter dans des circonstances particulières. Une nouvelle analyse des données CMB a montré que le strategy de polarisation de la lumière CMB pourrait avoir légèrement tourné entre le minute où elle a été émise dans l’univers primitif et aujourd’hui. Ce phénomène viole la symétrie de parité et est appelé biréfringence cosmique.
Parce que la biréfringence cosmique est difficile à expliquer avec les lois physiques bien connues, il existe une forte possibilité que des phénomènes physiques encore à découvrir, tels que les particules axioniques (ALP), se cachent derrière elle. Une découverte de la biréfringence cosmique pourrait ouvrir la voie à la révélation de la mother nature de la matière noire et de l’énergie noire. Les futures missions se concentreront donc sur des observations in addition précises du CMB.
Pour ce faire, il est essential d’améliorer la précision des calculs théoriques actuels, mais ces calculs jusqu’à présent n’ont pas été suffisamment précis auto ils ne prennent pas en compte les lentilles gravitationnelles.
Une nouvelle étude menée par deux chercheurs, dirigée par le doctorant du Département de physique et du Centre de recherche sur l’univers précoce de l’Université de Tokyo, Fumihiro Naokawa, et le Centre de découverte basée sur les données et l’Institut Kavli pour la physique et les mathématiques de l’univers (Kavli IPMU ) Le professeur adjoint du projet Toshiya Namikawa a établi un calcul théorique de la biréfringence cosmique intégrant les effets de lentille gravitationnelle et a travaillé au développement d’un code numérique pour la biréfringence cosmique incluant les effets de lentille gravitationnelle, qui sera indispensable pour les analyses futures.
Premièrement, Naokawa et Namikawa ont dérivé une équation analytique décrivant comment l’effet de lentille gravitationnelle modifie le signal de biréfringence cosmique. Sur la foundation de l’équation, les chercheurs ont mis en œuvre un nouveau programme sur un code existant pour calculer la correction de la lentille gravitationnelle, puis ont examiné la différence de signaux avec et sans la correction de la lentille gravitationnelle.
En conséquence, les chercheurs ont découvert que si la lentille gravitationnelle est ignorée, le sign de biréfringence cosmique observé ne peut pas être bien ajusté par la prédiction théorique, ce qui rejetterait statistiquement la véritable théorie.
De additionally, les deux hommes ont créé des données d’observation simulées qui seront obtenues lors d’observations futures pour voir l’effet de la lentille gravitationnelle dans la recherche d’ALP. Ils ont constaté que si l’effet de lentille gravitationnelle n’était pas pris en compte, il y aurait des biais systématiques statistiquement significatifs dans les paramètres du modèle des ALP estimés à partir des données observées, qui ne refléteraient pas avec précision le modèle des ALP.
L’outil de correction de lentille gravitationnelle développé dans cette étude est déjà utilisé aujourd’hui dans des études d’observation, et Naokawa et Namikawa continueront de l’utiliser pour analyser les données des futures missions.
