Planck 2015 results. XIX. Constraints on primordial magnetic fields
P. A. R. Ade
,
N. Aghanim
,
M. Arnaud
,
F. Arroja
,
M. Ashdown
,
J. Aumont
,
C. Baccigalupi
,
M. Ballardini
,
A. J. Banday
,
R. B. Barreiro
,
N. Bartolo
,
E. Battaner
,
K. Benabed
,
A. Benoit
(1)
,
A. Benoit-Lévy
,
J.-P. Bernard
,
M. Bersanelli
,
P. Bielewicz
,
J. J. Bock
,
A. Bonaldi
,
L. Bonavera
,
J. R. Bond
,
J. Borrill
,
F. R. Bouchet
,
M. Bucher
(2)
,
C. Burigana
,
R. C. Butler
,
E. Calabrese
,
J.-F. Cardoso
(2)
,
A. Catalano
(3)
,
A. Chamballu
,
H. C. Chiang
,
J. Chluba
,
P. R. Christensen
,
S. Church
,
D. L. Clements
,
S. Colombi
,
L. P. L. Colombo
,
C. Combet
(3)
,
F. Couchot
(4)
,
A. Coulais
,
B. P. Crill
,
A. Curto
,
F. Cuttaia
,
L. Danese
,
R. D. Davies
,
R. J. Davis
,
P. De Bernardis
,
A. De Rosa
,
G. De Zotti
,
J. Delabrouille
(2)
,
F.-X. Désert
,
J. M. Diego
,
K. Dolag
,
H. Dole
,
S. Donzelli
,
O. Doré
,
M. Douspis
,
A. Ducout
,
X. Dupac
,
G. Efstathiou
,
F. Elsner
,
T. A. Enßlin
,
H. K. Eriksen
,
J. Fergusson
,
F. Finelli
,
E. Florido
,
O. Forni
,
M. Frailis
,
A. A. Fraisse
,
E. Franceschi
,
A. Frejsel
,
S. Galeotta
,
S. Galli
,
K. Ganga
(2)
,
M. Giard
,
Y. Giraud-Héraud
(2)
,
E. Gjerløw
,
J. González-Nuevo
,
K. M. Górski
,
S. Gratton
,
A. Gregorio
,
A. Gruppuso
,
J. E. Gudmundsson
,
F. K. Hansen
,
D. Hanson
,
D. L. Harrison
,
G. Helou
,
S. Henrot-Versillé
(4)
,
C. Hernández-Monteagudo
,
D. Herranz
,
S. R. Hildebrandt
,
E. Hivon
,
M. Hobson
,
W. A. Holmes
,
A. Hornstrup
,
W. Hovest
,
K. M. Huffenberger
,
G. Hurier
,
A. H. Jaffe
,
T. R. Jaffe
,
W. C. Jones
,
M. Juvela
,
E. Keihänen
,
R. Keskitalo
,
J. Kim
,
T. S. Kisner
,
J. Knoche
,
M. Kunz
,
H. Kurki-Suonio
,
G. Lagache
,
A. Lähteenmäki
,
J.-M. Lamarre
,
A. Lasenby
,
M. Lattanzi
,
C. R. Lawrence
,
J. P. Leahy
,
R. Leonardi
,
J. Lesgourgues
,
F. Levrier
,
M. Liguori
,
P. B. Lilje
,
M. Linden-Vørnle
,
M. López-Caniego
,
P. M. Lubin
,
J. F. Macías-Pérez
(3)
,
G. Maggio
,
D. Maino
,
N. Mandolesi
,
A. Mangilli
(4)
,
M. Maris
,
P. G. Martin
,
E. Martínez-González
,
S. Masi
,
S. Matarrese
,
P. Mcgehee
,
P. R. Meinhold
,
A. Melchiorri
,
L. Mendes
,
A. Mennella
,
M. Migliaccio
,
S. Mitra
,
M.-A. Miville-Deschênes
,
D. Molinari
,
A. Moneti
,
L. Montier
,
G. Morgante
,
D. Mortlock
,
A. Moss
,
D. Munshi
,
J. A. Murphy
,
P. Naselsky
,
F. Nati
,
P. Natoli
,
C. B. Netterfield
,
H. U. Nørgaard-Nielsen
,
F. Noviello
,
D. Novikov
,
I. Novikov
,
N. Oppermann
,
C. A. Oxborrow
,
F. Paci
,
L. Pagano
,
F. Pajot
,
D. Paoletti
,
F. Pasian
,
G. Patanchon
(2)
,
O. Perdereau
(4)
,
L. Perotto
(3)
,
F. Perrotta
,
V. Pettorino
,
F. Piacentini
,
M. Piat
(2)
,
E. Pierpaoli
,
D. Pietrobon
,
Stéphane Plaszczynski
(4)
,
E. Pointecouteau
,
G. Polenta
,
L. Popa
,
G. W. Pratt
,
G. Prézeau
,
S. Prunet
,
J.-L. Puget
,
J. P. Rachen
,
R. Rebolo
,
M. Reinecke
,
M. Remazeilles
(2)
,
C. Renault
(3)
,
A. Renzi
,
I. Ristorcelli
,
G. Rocha
,
C. Rosset
(2)
,
M. Rossetti
,
G. Roudier
(2)
,
J. A. Rubiño-Martín
,
B. Ruiz-Granados
,
B. Rusholme
,
M. Sandri
,
D. Santos
(3)
,
M. Savelainen
,
G. Savini
,
D. Scott
,
M. D. Seiffert
,
E. P. S. Shellard
,
M. Shiraishi
,
L. D. Spencer
,
V. Stolyarov
,
R. Stompor
(2)
,
R. Sudiwala
,
R. Sunyaev
,
D. Sutton
,
A.-S. Suur-Uski
,
J.-F. Sygnet
,
J. A. Tauber
,
L. Terenzi
,
L. Toffolatti
,
M. Tomasi
,
M. Tristram
(4)
,
M. Tucci
,
J. Tuovinen
,
G. Umana
,
L. Valenziano
,
J. Valiviita
,
B. Van Tent
(5)
,
P. Vielva
,
F. Villa
,
L. A. Wade
,
B. D. Wandelt
,
I. K. Wehus
,
D. Yvon
,
A. Zacchei
,
A. Zonca
P. A. R. Ade
- Fonction : Auteur
N. Aghanim
- Fonction : Auteur
M. Arnaud
- Fonction : Auteur
F. Arroja
- Fonction : Auteur
M. Ashdown
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J. Aumont
- Fonction : Auteur
C. Baccigalupi
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M. Ballardini
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A. J. Banday
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R. B. Barreiro
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N. Bartolo
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E. Battaner
- Fonction : Auteur
K. Benabed
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A. Benoit-Lévy
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J.-P. Bernard
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M. Bersanelli
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P. Bielewicz
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J. J. Bock
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A. Bonaldi
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L. Bonavera
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J. R. Bond
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J. Borrill
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F. R. Bouchet
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C. Burigana
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R. C. Butler
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E. Calabrese
- Fonction : Auteur
J.-F. Cardoso
- Fonction : Auteur
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A. Catalano
- Fonction : Auteur
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A. Chamballu
- Fonction : Auteur
H. C. Chiang
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J. Chluba
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P. R. Christensen
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S. Church
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D. L. Clements
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S. Colombi
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L. P. L. Colombo
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C. Combet
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F. Couchot
- Fonction : Auteur
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A. Coulais
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B. P. Crill
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A. Curto
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F. Cuttaia
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L. Danese
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R. D. Davies
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R. J. Davis
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P. De Bernardis
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A. De Rosa
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G. De Zotti
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F.-X. Désert
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J. M. Diego
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K. Dolag
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H. Dole
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S. Donzelli
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O. Doré
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M. Douspis
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A. Ducout
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X. Dupac
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G. Efstathiou
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F. Elsner
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T. A. Enßlin
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H. K. Eriksen
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J. Fergusson
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F. Finelli
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E. Florido
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O. Forni
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M. Frailis
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A. A. Fraisse
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E. Franceschi
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A. Frejsel
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S. Galeotta
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S. Galli
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M. Giard
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E. Gjerløw
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J. González-Nuevo
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K. M. Górski
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S. Gratton
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A. Gregorio
- Fonction : Auteur
A. Gruppuso
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J. E. Gudmundsson
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F. K. Hansen
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D. Hanson
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D. L. Harrison
- Fonction : Auteur
G. Helou
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S. Henrot-Versillé
- Fonction : Auteur
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C. Hernández-Monteagudo
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D. Herranz
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S. R. Hildebrandt
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E. Hivon
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M. Hobson
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W. A. Holmes
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A. Hornstrup
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W. Hovest
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K. M. Huffenberger
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G. Hurier
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A. H. Jaffe
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T. R. Jaffe
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W. C. Jones
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M. Juvela
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E. Keihänen
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R. Keskitalo
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J. Kim
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T. S. Kisner
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J. Knoche
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M. Kunz
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H. Kurki-Suonio
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G. Lagache
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A. Lähteenmäki
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J.-M. Lamarre
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A. Lasenby
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M. Lattanzi
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C. R. Lawrence
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J. P. Leahy
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R. Leonardi
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J. Lesgourgues
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F. Levrier
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M. Liguori
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P. B. Lilje
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M. Linden-Vørnle
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M. López-Caniego
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P. M. Lubin
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J. F. Macías-Pérez
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G. Maggio
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D. Maino
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N. Mandolesi
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M. Maris
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E. Martínez-González
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S. Masi
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A. Melchiorri
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M. Migliaccio
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S. Mitra
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M.-A. Miville-Deschênes
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D. Molinari
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A. Moneti
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L. Montier
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G. Morgante
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D. Mortlock
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A. Moss
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D. Munshi
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J. A. Murphy
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P. Naselsky
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F. Nati
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P. Natoli
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C. B. Netterfield
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H. U. Nørgaard-Nielsen
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F. Noviello
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D. Novikov
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I. Novikov
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N. Oppermann
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C. A. Oxborrow
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F. Paci
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L. Pagano
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F. Pajot
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D. Paoletti
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F. Pasian
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L. Perotto
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F. Perrotta
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V. Pettorino
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F. Piacentini
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E. Pierpaoli
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D. Pietrobon
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Stéphane Plaszczynski
- Fonction : Auteur
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E. Pointecouteau
- Fonction : Auteur
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G. Polenta
- Fonction : Auteur
L. Popa
- Fonction : Auteur
G. W. Pratt
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G. Prézeau
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S. Prunet
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J.-L. Puget
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J. P. Rachen
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R. Rebolo
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M. Reinecke
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A. Renzi
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I. Ristorcelli
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G. Rocha
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M. Rossetti
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J. A. Rubiño-Martín
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B. Ruiz-Granados
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B. Rusholme
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M. Sandri
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M. Savelainen
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G. Savini
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D. Scott
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M. D. Seiffert
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E. P. S. Shellard
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M. Shiraishi
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L. D. Spencer
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V. Stolyarov
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R. Sudiwala
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R. Sunyaev
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D. Sutton
- Fonction : Auteur
A.-S. Suur-Uski
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J.-F. Sygnet
- Fonction : Auteur
J. A. Tauber
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L. Terenzi
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L. Toffolatti
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M. Tomasi
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M. Tristram
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M. Tucci
- Fonction : Auteur
J. Tuovinen
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G. Umana
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L. Valenziano
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J. Valiviita
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P. Vielva
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F. Villa
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L. A. Wade
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B. D. Wandelt
- Fonction : Auteur
I. K. Wehus
- Fonction : Auteur
D. Yvon
- Fonction : Auteur
A. Zacchei
- Fonction : Auteur
A. Zonca
- Fonction : Auteur
Résumé
We predict and investigate four types of imprint of a stochastic background of primordial magnetic fields (PMFs) on the cosmic microwave background (CMB) anisotropies: the impact of PMFs on the CMB spectra; the effect on CMB polarization induced by Faraday rotation; magnetically-induced non-Gaussianities; and the magnetically-induced breaking of statistical isotropy. Overall, Planck data constrain the amplitude of PMFs to less than a few nanogauss. In particular, individual limits coming from the analysis of the CMB angular power spectra, using the Planck likelihood, are B1Mpc<4.4 nG (where B1Mpc is the comoving field amplitude at a scale of 1 Mpc) at 95% confidence level, assuming zero helicity, and B1Mpc<5.6 nG when we consider a maximally helical field. For nearly scale-invariant PMFs we obtain B1Mpc<2.1 nG and B1Mpc<0.7 nG if the impact of PMFs on the ionization history of the Universe is included in the analysis. From the analysis of magnetically-induced non-Gaussianity we obtain three different values, corresponding to three applied methods, all below 5 nG. The constraint from the magnetically-induced passive-tensor bispectrum is B1Mpc<2.8 nG. A search for preferred directions in the magnetically-induced passive bispectrum yields B1Mpc<4.5 nG, whereas the the compensated-scalar bispectrum gives B1Mpc<3 nG. The analysis of the Faraday rotation of CMB polarization by PMFs uses the Planck power spectra in EE and BB at 70 GHz and gives B1Mpc<1380 nG. In our final analysis, we consider the harmonic-space correlations produced by Alfv\'en waves, finding no significant evidence for the presence of these waves. Together, these results comprise a comprehensive set of constraints on possible PMFs with Planck data.