CMB双折射源自真空界面

宇宙微波背景偏振旋转($Δ\vartheta \sim 10^{-3}$ rad)的迹象通常被归因于超轻轴子的晚期动力学行为。该研究表明,此类超轻自由度并非必要。偏振旋转自然产生于光子穿越不同拓扑暗扇区真空之间的界面时所获得的几何界面相位。该效应是一种离散的相位偏移,由壁支撑的电磁Chern-Simons相互作用的归一化所固定,并受到低能有效理论中涌现的$1$-形式对称性的保护。这一机制重现了轻轴子畴壁所诱导的常见绝热旋转,但在轴子质量较大或不存在的情况下,对于任意薄的畴壁依然成立。在此条件下,旋转表现为局域化于真空界面的Pancharatnam相位,与红移和低于自然紫外截止频率的光子频率无关。因此,宇宙双折射成为探测暗扇区真空结构而非轻场动力学的探针。
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提交arXiv: 2026-05-11 18:00

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