2014年高能新聞
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高能所宇宙學(xué)研究取得新進(jìn)展
文章來源:粒子天體物理中心  2014-07-01
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  近日,高能所粒子天體物理中心夏俊卿、李虹,理論物理室張新民和加拿大McGill大學(xué)蔡一夫合作在宇宙學(xué)研究方面取得了新的進(jìn)展,相關(guān)成果發(fā)表在國際權(quán)威期刊《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters 112, 251301 (2014))上。 

  近代宇宙學(xué)研究表明,宇宙在極早期曾經(jīng)歷過短暫的劇烈膨脹過程,稱之為暴漲。大爆炸引力波正是時(shí)空在這一暴漲時(shí)期量子效應(yīng)產(chǎn)生的漣漪。在此理論框架下,原初引力波在宇宙微波背景輻射(CMB)中留下特殊的偏振模式信號(hào)。2014318日,哈佛—史密森天體物理中心聲稱,南極BICEP2望遠(yuǎn)鏡首次探測(cè)到來自宇宙大爆炸的引力波信號(hào)(Physical Review Letters 112, 241101 (2014))。但這一結(jié)果與去年歐洲宇航局公布的Planck實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星觀測(cè)結(jié)果不一致。 

  基于BICEP2數(shù)據(jù),夏俊卿等人結(jié)合Planck觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整體擬合分析,結(jié)果顯示之前提出的反彈暴漲模型為BICEP2Planck實(shí)驗(yàn)觀測(cè)提供了統(tǒng)一的詮釋(如下圖所示),而反彈暴漲模型預(yù)言的張量擾動(dòng)譜大尺度上的壓低可以被將來的CMB實(shí)驗(yàn)所檢驗(yàn)。近期,美國物理學(xué)會(huì)主編的《物理》雜志發(fā)表了關(guān)于BICEP2實(shí)驗(yàn)的最新評(píng)述文章Focus: Theorists Weigh in on BICEP2,也對(duì)這一工作進(jìn)行了點(diǎn)評(píng):“如果將來更多的實(shí)驗(yàn)證實(shí)BICEP2Planck的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都是正確的,那么一種可能的解釋就是在大爆炸之前宇宙源自于一個(gè)收縮的時(shí)空,并在暴漲時(shí)期之前發(fā)生了一次反彈,使得宇宙的有效初始條件發(fā)生改變。 

  宇宙早期相關(guān)問題是當(dāng)前物理學(xué)和天文學(xué)的一大熱點(diǎn)課題。多年來,高能所宇宙學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在張新民研究員的帶領(lǐng)下,針對(duì)這一課題攻堅(jiān)研究,逐漸建立起了一套“精靈反彈宇宙學(xué)”的理論新體系,并基于有效微擾場(chǎng)論的方法分析研究了來自宇宙創(chuàng)生時(shí)期的擾動(dòng)信息。 2008年,蔡一夫、夏俊卿、李虹、張新民等人預(yù)測(cè)了精靈反彈宇宙學(xué)模型在宇宙微波背景中的觀測(cè)信號(hào),相關(guān)工作以快訊形式發(fā)表在《物理評(píng)論D》(Physical Review D)上。2010年,蔡一夫、夏俊卿等人在國際權(quán)威綜述期刊《物理評(píng)論》(Physics Reports)上全面評(píng)述了精靈宇宙學(xué)。 

  這項(xiàng)工作得到了基金委、科技部和科學(xué)院先導(dǎo)B的支持。 

 

  說明:以上兩圖給出了基本LCDM模型和最佳反彈暴漲模型預(yù)言的理論宇宙微波背景輻射功率譜,以及其與PlanckBICEP2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較。

 

相關(guān)鏈接:

  夏俊卿等人發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上的文章:http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.112.251301 

  美國物理學(xué)會(huì)主編的《物理》雜志的評(píng)述文章:http://physics.aps.org/articles/v7/65 

 


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