P16. بررسي چگونگي توليد قطبش دايره‌اي تابش زمينه كيهاني با رهيافت معادله بولتزمان

Generation of circular polarization of the Cosmic Microwave Background

اندازه‌گيري تابش زمينه كيهاني مي‌تواند اطلاعات بيشماري از سازوكار فيزيكي حاكم بر كيهان در سطح مقطع آخرين پراكندگي فراهم آورد. علاوه بر مشاهدۀ قطبش خطيِ ايجاد شده توسط پراكندگي كامپتون، با مشاهدۀ قطبش دايره‌اي، امكان وجود برهم‌كنش‌هاي فيزيكي ديگري علاوه بر پراكندگي كامپتون در آن دورۀ كيهاني وجود دارد. با تعميم معادلۀ بولتزمان در چارچوب نظريۀ ميدان‌هاي كوانتومي و با درنظر گرفتن يك مدل كلّي‌تر براي سازوكار پراكندگي فوتون، تحول پارامترهاي استوكس بررسي مي‌شوند. با بررسي اثر برهم‌كنشي اين مدل‌ها بر روي جملات” پراكندگي رودرو” در معادله بولتزمان همان‌طور كه انتظار مي‌رود در برهم‌كنش الكتروديناميك كوانتومي (يعني با فرض وجود برهم‌كنش كامپتون)، به دليل بقاي پاريته در اين مدل، تنها سهم جملات پراكندگي مستقيم در معادلۀ بولتزمان صفر مي‌شود. در ادامه با تحليل تقارن موجود در دامنۀ مدل كه از تقارن مدلِ برهم‌كنشي ناشي شده است نتيجه گرفته مي‌شود كه اگر دامنه، نسبت به نوع قطبشِ يكسانِ فوتون‌هاي ورودي و خروجي تقارن داشته باشد و نيز براي نوع قطبش متفاوت فوتون‌هاي فرودي و خروجي دامنه‌ با جابجايي قطبش فوتون‌ها، قرينه شود، آن‌گاه مي‌توان انتظار ايجاد قطبش دايروي براي فوتون در جملات پراكندگي رودررو داشت.

The measurement of CMB can provide us useful information about physical mechanisms governing in the last scattering surface. By detecting any circular polarization, we can study the physical interactions in addition to the Compton scattering. By generalizing the Boltzmann equation in the frame of QFT and by taking into account a general model for the scattering of CMB photons, the evolution of Stokes parameters are studied. With investigating the effect of these models on forward scattering terms as is expected, the standard Compton scattering vanishes, due to parity conservation. Then with analyzing available symmetries in scattering amplitude one can find the general conditions leads to the generation of circular polarization.