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Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

Fine Structure Constant and the CMB Damping Scale

E. Menegoni, M. Archidiacono, E. Calabrese, S. Galli, C. J. A. P. Martins, A. Melchiorri

Resumo
The recent measurements of the Cosmic Microwave Background anisotropies at arcminute angular scales performed by the ACT and SPT experiments are probing the damping regime of CMB fluctuations. The analysis of these datasets unexpectedly suggests that the effective number of relativistic degrees of freedom is larger than the standard value of Neff = 3.04, and inconsistent with it at more than two standard deviations. In this paper we study the role of a mechanism that could affect the shape of the CMB angular fluctuations at those scales, namely a change in the recombination process through variations in the fine structure constant. We show that the new CMB data significantly improve the previous constraints on variations of α, with α/α0 = 0.984 ± 0.005, i.e. hinting also to a more than two standard deviation from the current, local, value α0. A significant degeneracy is present between α and Neff, and when variations in the latter are allowed the constraints on α are relaxed and again consistent with the standard value. Deviations of either parameter from their standard values would imply the presence of new, currently unknown physics.

Notas
This is the value expected in the case of 3 relativistic neutrinos species. The little deviation from Neff = 3 takes into account effects from the non-instantaneous neutrino decoupling from the primordial photon-baryon plasma (see e.g. [7])

Physical Review D
Volume 85, Página 107301_1
maio 2012

>> ADS>> DOI

Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é uma nova, mas muito aguardada, estrutura de investigação com uma dimensão nacional. Ele concretiza uma visão ousada, mas realizável para o desenvolvimento da Astronomia, Astrofísica e Ciências Espaciais em Portugal, aproveitando ao máximo e realizando plenamente o potencial criado pela participação nacional na Agência Espacial Europeia (ESA) e no Observatório Europeu do Sul (ESO). O IA é o resultado da fusão entre as duas unidades de investigação mais proeminentes no campo em Portugal: o Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) e o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL). Atualmente, engloba mais de dois terços de todos os investigadores ativos em Ciências Espaciais em Portugal, e é responsável por uma fração ainda maior da produtividade nacional em revistas internacionais ISI na área de Ciências Espaciais. Esta é a área científica com maior fator de impacto relativo (1,65 vezes acima da média internacional) e o campo com o maior número médio de citações por artigo para Portugal.

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