通过 Hermite-高斯导数场的非线性 tanh 变换增强宇宙学约束
宇宙学与河外天体物理
2026-04-29 v1
摘要
大尺度结构分析的关键目标是提取多尺度信息以提高宇宙学参数约束。在 particular，更高阶导数场尤其宝贵，因为它们捕获了高度敏感于宇宙学参数的宇宙网的几何和拓扑信息。传统的导数方法，如有限差分或傅里叶方法，受小尺度噪声放大影响，无法稳定地捕获多尺度特征。我们提出一种稳健的两步框架：首先，通过 Hermite-高斯卷积滤波器获得稳定的多尺度任意阶导数，这些滤波器抑制了小尺度噪声；其次，对极端密度对比进行 tanh 非线性变换，以压缩极端密度对比并增强宇宙网结构的可见性。使用 Quijote 模拟，我们展示，组合多尺度的一阶谱可实现所有七个宇宙学参数的 1.2-3.0 倍提升，而在单个尺度上的多阶谱提供 1.3-2.9 倍的收益。最全面的组合实现了 2.0-5.3 倍的名义提升。我们的方法为未来观测提供了从众多宇宙信息中提取额外信息的稳健方法。
关键词
引用
@article{arxiv.2603.22797,
title = {Enhancing cosmological constraints with nonlinear tanh transformations of Hermite-Gaussian Derivative fields},
author = {Zhiwei Min and Ye Ma and Zhujun Jiang and Jiacheng Ding and Fenfen Yin and Le Zhang and Xiaodong Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.22797},
year = {2026}
}