Buscando por Colisor Cosmológico nos Dados CMB do Planck

Neste artigo, apresentamos a primeira análise abrangente dos dados CMB da física de colisores cosmológicos. Novas partículas pesadas durante a inflação podem deixar impressões nos correlacionadores primordiais que são observáveis nas pesquisas cosmológicas atuais. Este canal de detecção notável proporciona uma oportunidade ímpar para investigar nova física em energias extremamente altas. Aqui, iniciamos a busca por esses sinais remanescentes nos dados do fundo cósmico de micro-ondas (CMB) da liberação legado do Planck. Do lado teórico, guiados por progressos recentes no bootstrap cosmológico, propomos primeiro uma família de modelos analíticos de bispectros que incorporam as assinaturas distintivas da física de colisor cosmológico. Nossa consideração inclui os sinais oscilatórios no limite comprimido, a dependência angular de campos giratórios e várias novas formas decorrentes de efeitos não triviais na velocidade do som. Do lado observacional, aplicamos o pipeline recentemente desenvolvido, Estimador de Bispectro CMB (CMB-BEST), para analisar eficientemente as estatísticas de três pontos e procurar diretamente por esses novos modelos nos dados de temperatura e polarização do Planck 2018. Reportamos restrições rigorosas do CMB sobre esses novos modelos. Além disso, realizamos varreduras de parâmetros para buscar os valores de melhor ajuste com máxima significância. Para um exemplo de referência de modelos de colisor, encontramos f₍₋=-9140 no nível de confiança de 68%. Após considerar o efeito de olhar em outro lugar, a maior significância ajustada que obtemos é 1.8. De modo geral, não encontramos evidências significativas de sinais de colisor cosmológico nos dados do Planck. No entanto, esta análise inovadora demonstra o potencial de descobrir novas partículas pesadas durante a inflação em futuras pesquisas cosmológicas.