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中微子引起的偏置不可未经修正而忽略

宇宙学与河外天体物理 2018-12-13 v2 高能物理 - 唯象学

摘要

在具有有质量中微子的宇宙学中,相对于总物质场(冷暗物质、重子与非相对论性中微子)定义的星系偏置依赖于中微子质量之和 MνM_{\nu},并且即便在 large scales 上也变为尺度依赖的。鉴于当前巡天的灵敏度,该效应通常被忽略,但对于旨在首次探测非零 MνM_{\nu} 的未来巡天而言,它成为一个严重的系统误差。通过相对于冷暗物质与重子的密度场而非总物质场定义偏置,可对此效应进行修正。本工作中,我们提供了一种简单方案,以实用方式正确缓解中微子诱导的尺度依赖偏置效应。我们澄清了在存在红移空间畸变与扰动非线性演化时如何正确实施该修正的若干细节。我们对匹配 \textit{Euclid} 巡天预期灵敏度的模拟星系成团性数据进行了 MCMC 分析。我们发现,中微子诱导的尺度依赖偏置可导致推断的 MνM_{\nu} 均值及其不确定性均发生显著偏移。我们展示了这些偏移如何传播至与 MνM_{\nu} 相关的其他宇宙学参数,如冷暗物质物理密度 Ωcdmh2\Omega_{cdm} h^2 与标量谱指数 nsn_s。总之,我们发现正确考虑中微子诱导的尺度依赖偏置对未来星系成团性分析至关重要。我们鼓励宇宙学社群使用我们工作中给出的简单方案正确考虑该效应。用于轻松修正中微子诱导尺度依赖偏置的工具将在即将发布的 Boltzmann 求解器 \texttt{CLASS} 中公开提供。

关键词

引用

@article{arxiv.1807.04672,
  title  = {Bias due to neutrinos must not uncorrect'd go},
  author = {Sunny Vagnozzi and Thejs Brinckmann and Maria Archidiacono and Katherine Freese and Martina Gerbino and Julien Lesgourgues and Tim Sprenger},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1807.04672},
  year   = {2018}
}

备注

12 pages, 2 figures, abstract abridged. Version accepted for publication in JCAP. The busy reader should skip to Sec. IID, V, and the figures. A "Note added" between conclusions and acknowledgements explains our choice of title