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The Boost Operator: Properties, Computation and Applications

delete2026-04-14
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OA
AI
J
Jens Chluba *
A
Andrea Ravenni
DOI:10.1093/mnras/stag698delete
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摘要

摘要

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辐射信号(例如光子占据数和积分强度)在运动参考系之间的变换是物理学、天体物理学和宇宙学中的常见任务。这里我们表明,所需的boost算符(关联频率相关的、被考察可观测量在参考系之间的加权球谐系数)直接由光行差核给出,其中多普勒权重参数被替换为微分算符。光行差核已被详细研究,这意味着这种简化允许我们直接利用光行差核的表达式计算boost算符。作为预备步骤,我们将决定光行差核的微分方程推广到一般多普勒权重。这避免了在计算boost算符时进行多普勒权重升降操作的中间步骤。然后我们阐明boost算符的所有性质(例如升降操作、对称性和对易关系),并推导出boost算符的正式算符微分方程。该微分方程使我们能够快速生成boost算符,并给出直到v/c二阶的精确表达式。为说明问题,我们将boost算符应用于宇宙微波背景(CMB)的变换,验证最低阶CMB多极矩的测量无法确定原初CMB偶极振幅。我们还推导了汤姆孙散射过程中的运动学修正(对所有v/c阶),给出直到v/c二阶的显式表达式,展示了boost算符在辐射传输问题中的应用。
Keyword:
Boost Operator
Radiation Signals
Aberration Kernel
Cosmic Microwave Background
Radiative Transfer

期刊

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 封面图
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
IF:
4.8
论文数:
7.1W
被引数:
25.0W

机构

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university of manchester
学者数:
1.2K
论文数: 552
被引数: 0
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