安徽高校教授針對前景輻射模型建立可靠判據

中國教育報-中國教育新聞網訊（通訊員 蔡麗麗 記者 王志鵬）近日，安徽大學物理與光電工程學院教授劉浩與中國科學技術大學物理學院天文學系教授蔡一夫帶領的粒子宇宙學課題組合作，在宇宙微波背景輻射的前景分析領域取得重要進展。課題成員提出一種新的統計學方法用於檢驗銀河系熱塵埃輻射模型在微波波段的可靠性，並首次揭示目前廣泛使用的模型與實測數據不符。

銀河系熱塵埃輻射是宇宙微波背景輻射實驗中的主要前景污染之一，對其進行正確的建模關係到對原初引力波信號的搜尋。目前的主流熱塵埃輻射模型仍是歐洲航空局普朗克項目團隊採用的灰體譜模型，其特點是限定單成分，簡單易用，憑當前實驗數據即可確定模型參數。但若實際情況顯著突破單成分限制，模型就會失效，進而影響到對原初引力波信號的搜尋。由於相關的實驗數據比較複雜，此前工作難以確定模型和數據之間的差異是來自實驗誤差還是模型自身，導致學術界雖有嘗試對單成分模型進行改進，但仍止步於試探階段。

課題組在本研究中建立了一種靈敏可靠的純數據判據，能夠抵抗多種實驗誤差的影響，在各個頻率組對前景譜進行模型無關的嚴格檢驗。結果表明主流的單成分灰體譜模型在545千兆赫以上的頻段同真實數據大體相符，但在原初引力波探測領域最關心的100—150千兆赫頻段同數據明顯不符。因此，未來的熱塵埃前景研究需要拋棄長期沿用的單成分假定，改取更復雜的塵埃前景模型。與此同時，包括我國西藏阿里原初引力波實驗在內，在世界各地開展的微波背景輻射觀測實驗也將備受期待，因爲它們能夠提供更豐富的數據，有利於支撐更加複雜的前景計算。

作者：蔡麗麗 王志鵬