III數據擬和分析方法

Inflation+DarkMatter+DarkEnergy1998年，SN發(fā)現暗能量；2000年，Maxima,Boomerang

平坦宇宙；2003年，WMAP1，SDSS，2dfGRS

2003年世界十大科技進展2004年,“GoldenSample”,SNLS2006年,WMAP32008年，WMAP5（引用2012次）2010年，WMAP7近年宇宙學研究重大進展及挑戰(zhàn)73%：暗能量？

23%：暗物質？1)DynamicsofInflation?2)DarkEnergy?3)DarkMatter?（見畢效軍報告）4)Whynoantimatter?我國基礎研究的一個機遇?。?001年WMAP衛(wèi)星升空2003年公布一年觀測數據

NothingisspecialConcordanceModel LargeRunning;SmalllSuppression;Tautoolarge2006年公布三年觀測數據

LargeRunning;SmalllSuppression;Taunormal;

DarkEnergywithConstantEOS,Perturbation;

排除了暴漲模型;2008年公布五年觀測數據

+TimeevolvingEOS;CMBrotationangle

(CPT&PViolation)WMAP7結果InflationDarkenergyCPT報告提綱1）Inflation檢驗

2）暗能量研究進展

3）宇宙學CPT檢驗（詳見李明哲報告）

4）AnomalousTopQuark，HiggscouplingsandElectroweakBaryogenesis5)中微子宇宙學

6）總結InflationPredictions:1.FlatUniverse();2.and

,CurrentStatus:1.,fitok;2.about;3.Lessthan.Inflationdynamicsobserved?n_s=1disfavoredbymorethan3sigmaDegeneracyamongn_sandw(z)DeterminingCosmologicalParameterswithLatestObservationalData.

Jun-QingXia,HongLi,Gong-BoZhao,XinminZhang

PublishedinPhys.Rev.D78:083524,2008(forWMAP5)實驗證據：1998年，SN發(fā)現加速膨脹；

1998年世界十大科技進展

2003年，WMAP，SDSS，精確宇宙學；

2003年世界十大科技進展基本特征：

注意：輻射w=1/3,物質w=0，由此直觀上理解暗能量的負壓性質十分困難；暗能量模型可由狀態(tài)方程w來分類。

暗能量簡介1.負壓2.完全或者幾乎不結團

暗能量理論模型簡介

1）宇宙學常數（真空能）2）動力學場：精質（Quintessence，Phantom,Quintom……）→不同模型預言的w演化行為不一樣

暗能量是宇宙學常數？還是動力學的？認識暗能量首要任務：基于天文觀測數據、開展整體分析、確定暗能量狀態(tài)方程宇宙學常數問題！宇宙學常數還是動力學？？？預言宇宙演化的不同行為：動力學場：宇宙中的“以太”

1.精細結構常數改變：

2.中微子質量改變：

中微子與暗能量有關嗎？ΛCDM:QCDM:

XinminZhangetal,AnnNelsonetalReviewedbyG.Dvaliin<Nature>AstronomicalObservations:SNeIa:397samples“constitution”

CMB:WMAP7,BOOMERanG,CBI,VSA,ACBAR…

LSS:SDSS,2dFGRSGRB,WeakLensing…I）宇宙學參數Primordialpowerspectrum:暗能量狀態(tài)方程參數化:暗能量模型：用天文觀測數據檢驗暗能量模型-------GlobalFitting1）宇宙學常數：w=-1；2）Quintessence：w>-1；3）Phantom：w<-1；4）Quintom：w越過-1……Difficultywithdarkenergyperturbationwhenwcrosses-1--

發(fā)散問題Similartothenon-renormalizationwithoutHiggsintheelectroweaktheoryHere,alsoneedextradegreeoffreedom-------Quintomfield

CMB---》引力擾動理論的成功

S.Weinberg……’tHooft,M.Veltman:Higgs理論的成功！但，Higgsnotdiscovered,LHC??II.天文觀測數據：1）超新星（SN）2）微波背景輻射（CMB）3）大尺度結構（LSS）。。。。。。。。。。III.數據擬和分析方法：MonteCarloMarkovChains上海超級計算機修改的CAMB/CosmoMC暗能量擾動新方法

B.Feng,X.WangandX.Zhang,PLB607,35(2005)；引用434次G.B.Zhao,J.Q.Xia,M.Li,B.Feng&X.Zhang,PRD72,123515(2005)。入選了《第一屆中國百篇最具影響優(yōu)秀國際學術論文》

SNIa+SDSS+WMAP-1確定的暗能量狀態(tài)方程Observingdarkenergydynamicswithsupernova,microwavebackgroundandgalaxyclustering

Jun-QingXia,Gong-BoZhao,BoFeng,HongLiandXinminZhang

Phys.Rev.D73,063521,2006

暗能量擾動不可忽略!!2006年的WMAP觀測對暗能量狀態(tài)方程的確定Relativeerror:~9%Relativeerror>50%!!*暗能量擾動的重要性*WMAP只考慮了常數狀態(tài)方程的情況目前暗能量實驗結果：1).大量的動力學模型受嚴格限制，但并沒有被今天的數據完全排除；2).宇宙學常數與今天的數據比較吻合（2σ內）；3).最佳擬合模型是w越過-1的Quintom。G.Zhao,J.Xia,B.Feng,andX.ZhangIJMPD16,1229(2007)E.Komatsuetal.(WMAPGroup)arXiv:0803.0547J.Xia，H.Li,G.ZhaoandX.ZhangPhys.Rev.D78083524,2008WMAP1WMAP3WMAP5J.Xia,G.Zhao,B.Feng,H.LiandX.Zhang

Phys.Rev.D73,063521(2006)WMAP5Astrophys.J.683:L1-L4,2008

研究現狀GongboZhaoandXinminZhange-Print:arXiv:0908.1568

WMAP7E.Komatsuetal.

e-Print:arXiv:1001.4538

1）十年研究取得的階段性（與任何學科一樣）重要成果：方法上的創(chuàng)新成果(perturbation,PCA…)；至今已排除了大量的理論模型；2)Cosmologicalconstantisconsistentwiththedata;3）quintommildlyfavored，推動近年quintom暗能量理論發(fā)展4）但是目前觀測的精度還不夠，推動新設備MoreonCurrentStatus

Data:WMAP5+small-scaleCMB+SDSSLRG+”constitution”sample(SN:CFA+UNION)20傳統理論挑戰(zhàn)：對暗能量而言，若其位于四維Friedmann-Robertson-Walker(FRW)時空之下，由單個理想流體，或拉氏量形如的單標量場構成，且與引力最小耦合，則它的狀態(tài)方程參數必不能越過-1。新理論：1.多場；2.修改引力；3.引入高階導數；

4.具有相互作用自2004年，在國內外掀起了研究狀態(tài)方程越過-1的暗能量理論模型的熱潮。為CosmoMC暗能量發(fā)散疑難解決提供理論框架。對應性：

Quintessence--InflationQuintom---Bouncing(Quintombouncingcosmology)

BoFengetal.,Phys.Lett.B607,35(2005);A.Vikman,Phys.Rev.D71,023515(2005);W.Hu,Phys.Rev.D71,047301(2005);

R.CaldwellandM.Doran,Phys.Rev.D72,043527(2005);J.Xia,Y.F.Cai,T.Qiu,

G.B.ZhaoandX.M.Zhang,astro-ph/0703202Quintom暗能量理論兩暗（暗物質、暗能量），一黑（黑洞），三起源（宇宙起源、天體起源（質量起源）、生命起源（物質起源））循環(huán)宇宙的模型循環(huán)宇宙：宇宙永恒存在，既沒有開始也沒有結束Tolman早期循環(huán)宇宙：在閉宇宙模型中實現?；诟呔S時空理論的循環(huán)宇宙模型：Steinhardt修正的Friedmann方程(LoopQuantumCosmologyorBraneWorldscenario)所預言的循環(huán)宇宙模型。避免宇宙奇點循環(huán)宇宙需要Quintom物質在Einstein引力框架中實現循環(huán)宇宙的過程：Bounce所需的條件：Turnaround發(fā)生的條件：在bounce點狀態(tài)方程：在turnaround點狀態(tài)方程：在一個循環(huán)中：bounce-----turnaround-----bounce狀態(tài)方程兩次越過“-1”，我們需要Quintom實現循環(huán)宇宙。我國暗能量探測

可行性研究—LAMOST我國暗能量探測

可行性研究—DOMEADOMEALSSTSNAPw(z)=w0+wa*z/(1+z)CMB檢驗CPT對稱性(Noteherethenotation:G~E,C~B)GravitationalleptogenesisanditssignaturesinCMB.

BoFeng,HongLi,Ming-zheLi,Xin-minZhang,Phys.Lett.B620:27-32,2005.

當時沒有數據，用模擬的數據做研究特點：Lorentz破壞強度~H

由于CMB光子傳播~1/H

觀測效應~O(1)

FRWviolatesLorentz,howtodetect………

相關論文1）ProbingCPTViolationwithCMBPolarizationMeasurements.

Jun-QingXia,HongLi,XinminZhang,e-Print:arXiv:0908.18762）TestingCPTSymmetrywithCMBMeasurements:UpdateafterWMAP5.

Jun-QingXia,HongLi,Gong-BoZhao,XinminZhang,Astrophys.J.679:L61,20083）TestingCPTSymmetrywithCMBMeasurements.

Jun-QingXia,HongLi,

Xiu-lianWang,Xin-minZhang,Astron.Astrophys.483:715-718,2008

4）CosmologicalCPTviolation,baryo/leptogenesisandCMBpolarization.

MingzheLi,Jun-QingXia,,HongLi,XinminZhang,Phys.Lett.B651:357-362,2007

5）SearchingforCPTViolationwithCosmicMicrowaveBackgroundDatafromWMAPandBOOMERANG.

BoFeng,,MingzheLi,,Jun-QingXia,XueleiChen,,XinminZhang

Phys.Rev.Lett.96:221302,2006.

6）TestingtheLorentzandCPTSymmetrywithCMBpolarizationsandanon-relativisticMaxwellTheory.

Yi-FuCai,MingzheLi,XinminZhang,JCAP1001:017,2010.7）$CPT$ViolatingElectrodynamicsandChern-SimonsModifiedGravity.

MingzheLi,Yi-FuCai,XiulianWang,XinminZhang,

Phys.Lett.B680:118-124,2009

8）CosmologicalCPTviolatingeffectonCMBpolarization.

MingzheLi,XinminZhang,Phys.Rev.D78:103516,2008.

中國組完成了“一個漂亮的測量”這篇文章給出了一種檢驗基本對稱性（CPT）的新方法\delta\alpha=-2.33\pm0.72WithWMAP7+B03+BICEP\delta\alpha=-0.04\pm0.37degwithWMAP7+B03+BICEP+QUaDQUaD:\delta\alpha=0.59\pm0.42

研究現狀系統誤差??？TopQuark,HiggsPhysics和宇宙學（ElectroweakBaryogenesis)Whynoanti-matter-------Baryo/Leptogenesis三個條件：1）B破壞（Sphaleron)2）CandCP破壞(CKM不夠）

3)強一級相變（m_H<40GeV)需要新物理：doubleHiggs,Left-Rightmodel,SUSYEffectiveLagrangian----Anomalouscouplings(Peccei,Zhang……………)==

=

AnomalousTopCouplingsatTevatron,LHC;中微子與宇宙學中微子在宇宙學中至關重要中微子代數與BBN中微子與Leptogenesis中微子和暗能量XinminZhangetal