p33. توليد قطبش دايرويِ تابش زمينه كيهاني در اثر پراكندگي رو در رو با ذرات اسپين-1

CMB Circular Polarization from Photon-Spin-1 Particle Forward Scattering

در اين مقاله برهمكنش دو ذره اسپين-1 با يكديگر، براي بررسي امكان توليد قطبش دايروي (مُد-V) تابش زمينه كيهاني مورد مطالعه قرار گرفته است. در چارچوب سازوكار فيزيكيِ تبديل فارادي براي توليد قطبش دايروي، اين پراكندگي در برابر ديگر برهمكنش ها، قدرتمندترين منبع توليد قطبش دايرويِ تابش زمينه محسوب مي شود. هرچند جذر ميانگين مربعي شدت قطبش دايروي توليد شده در تابش زمينه كيهاني، در حدود مرتبه بزرگي به دست مي آيد كه در مقابل حساسيت دستگاه هاي آشكارسازي فعلي بسيار ناچيز بوده و در حال حاضر قابل آشكارسازي نيست. اين مقاله در كنار همخواني با نتايج مشابه انجام شده در حدِّ انرژي پايين، تاييد مي‌كند كه در برخورد رودرروي فوتون ها، بدون هيچ انتقال تكانه اي بين آن ها، قطبش فوتون ها تغيير مي كند و قطبش دايروي توليد مي گردد بطوري كه شدت فوتونهاي پس زمينه در تحول پارامترهاي استوكس نقش ايفا مي كنند، موضوع مهمي كه در برخي از كارهاي قبلي ديده نمي شود. با مقايسه جزئيات روش هاي بكار رفته اين گونه دريافت شد كه اين تفاوت به دليل اختلاف بين محاسبات نظريه ميدان كوانتوم و تقريبِ هاميلتونيِ مربوط به برخورد رو در رو رخ مي دهد.

The forward interaction of two spin-1 particles transforms linear polarization of incident beam into circular polarization. Hence, the scattering of CMB photons off spin-1 particles generates the CMB circular polarization. This interaction is the strongest source of the CMB circular polarization with the order of that is much smaller than the sensitivities of current detectors. Here, we derive general scattering amplitude using some symmetry considerations. Our results for the evolution of CMB polarization are consistent with the previous results in low energy limit.