Para ilmuwan yang dipimpin oleh Fumihiro Naokawa telah mengembangkan metode baru untuk mengukur birefringence kosmik secara lebih tepat, yaitu rotasi halus dalam polarisasi latar belakang gelombang mikro kosmik. Analisis mereka menunjukkan bahwa sudut birefringence mungkin melebihi perkiraan sebelumnya yaitu 0,3 derajat karena ambiguitas fase. Temuan yang dipublikasikan di Physical Review Letters ini dapat membantu dalam menyelidiki fisika baru yang berkaitan dengan materi gelap dan energi gelap.
Birefringence kosmik mengacu pada rotasi samar yang diamati dalam polarisasi latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB), sisa-sisa Big Bang. Penelitian terbaru telah mendeteksi efek ini, yang berpotensi terkait dengan partikel seperti aksion, melalui sinyal korelasi CMB EB. Pengukuran sebelumnya mematok sudut rotasi sekitar 0,3 derajat, tetapi ketidakpastian tetap ada karena ambiguitas fase yang mirip dengan jarum jam, di mana sudut seperti 0,3, 180,3, atau 360,3 derajat tampak identik tanpa konteks tambahan. Fumihiro Naokawa, seorang kandidat PhD di Sekolah Pascasarjana Sains Universitas Tokyo, dan Toshiya Namikawa, Profesor Madya Proyek di Institut Kavli untuk Fisika dan Matematika Alam Semesta (Kavli IPMU), mengkuantifikasi ketidakpastian ini untuk pertama kalinya. Makalah mereka, 'nπ Phase Ambiguity of Cosmic Birefringence,' muncul di Physical Review Letters (2026; 136 (4), DOI: 10.1103/6z1m-r1j5). Naokawa menjelaskan: "Seperti halnya jam, CMB yang bisa kita amati hanya dalam keadaan saat ini. Oleh karena itu, sudut rotasi seperti 0,3 derajat, 180,3 derajat, dan 360,3 derajat tidak dapat dibedakan. Ini berarti sudut birefringence memiliki ambiguitas fase sebesar 180 derajat. Tim merancang teknik yang menggunakan bentuk detail sinyal korelasi EB untuk mengatasi ambiguitas ini, yang berpotensi mengungkapkan sudut yang sebenarnya lebih besar. Kemajuan ini juga mempengaruhi pengukuran korelasi EE yang digunakan untuk kedalaman optik alam semesta, yang mendorong peninjauan ulang estimasi reionisasi kosmik di masa lalu. Dalam studi pendamping, juga di Physical Review Letters (DOI: 10.1103/srfg-9fdy), Naokawa mengusulkan untuk memverifikasi birefringence melalui galaksi radio yang ditenagai oleh lubang hitam supermasif untuk mengurangi kesalahan teleskop. Misi masa depan seperti Simons Observatory dan LiteBIRD akan mendapat manfaat dengan meningkatkan pengujian fisika yang melanggar paritas.
