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21厘米信号的宇宙学超分辨率重建

宇宙学与河外天体物理 2025-02-04 v1 天体物理仪器与方法

摘要

在本研究中,我们训练基于分数的扩散模型,对千兆秒差距尺度的21厘米信号宇宙学模拟进行超分辨率重建。我们考察了网络和训练数据集大小对模型性能的影响,结果表明,无论初始条件如何,单个模拟就足以让模型学习超分辨率任务。在红移为10时,对于1283128^32563256^35123512^3体素的模拟体积,我们表现最佳的模型实现了像素级RMSE0.57 mK\mathrm{RMSE}\sim0.57\ \mathrm{mK}和无量纲功率谱残差在102101 mK210^{-2}-10^{-1}\ \mathrm{mK^2}范围内。该超分辨率网络最终使我们能够利用SKA1-Low仪器覆盖的所有空间尺度,并可在未来用于帮助约束早期宇宙的天体物理学。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.00852,
  title  = {Cosmological super-resolution of the 21-cm signal},
  author = {Simon Pochinda and Jiten Dhandha and Anastasia Fialkov and Eloy de Lera Acedo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.00852},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages, 2 figures, accepted submission for the Machine Learning and the Physical Sciences Workshop at the 38th conference on Neural Information Processing Systems (NeurIPS), OpenReview link: https://openreview.net/forum?id=QGgeqMV8Er