利用类 Euclid 星系团巡天限制中微子属性

我们进行了预测分析，评估类 Euclid 光度星系团巡天在限制中微子总质量和有效中微子种类数方面的能力。我们的分析基于蒙特卡洛马尔可夫链技术，结合了星系团数量计数和星系团功率谱的信息。我们发现，将星系团数据与 Planck 的宇宙微波背景 (CMB) 测量相结合，相较于单独使用每种探测手段，对中微子质量的限制提高了超过一个数量级。对于 $\Lambda$CDM+$m_\nu$ 模型，仅使用星系团数据时中微子总质量的 $2\sigma$ 上限为 $M_\nu < 0.35$ eV，而与 CMB 数据结合后移至 $M_\nu < 0.031$ eV。当考虑具有 $N_\text{eff}$ 种中微子的非标准模型时，我们估算 $N_\text{eff}<3.14$ (95% CL)，而中微子质量的界限放宽至 $M_\nu < 0.040$ eV。即使在最小正常质量层级情景下，这种精度也足以实现中微子质量的 $2\sigma$ 探测。我们还考虑了具有恒定暗能量状态方程和非零曲率的情景。在这些模型下，$M_\nu$ 的误差仅受到轻微影响，而相对于标准情况，$N_\text{eff}$ 的 $2\sigma$ 误差棒分别受到约 15% 和 20% 的较大影响。我们还处理了带有自由 nuisance 参数的 $\Lambda$CDM+$m_\nu$+$N_\text{eff}$ 情况，这些参数化了星系团质量测定的不确定性。在这种情况下，$M_\nu$ 的上限放宽了超过两倍，即 $M_\nu < 0.083$ eV (95% CL)，从而损害了以高显著性探测中微子总质量的可能性。因此，我们确认了大型光学/近红外星系团巡天（如 Euclid 将要执行的那样）在限制中微子属性方面的潜力 [摘要节选]。