宇宙弦功率谱的快速解析计算

Anastasios Avgoustidis; Edmund J. Copeland; Adam Moss; Dimitri Skliros

doi:10.1103/PhysRevD.86.123513

宇宙弦功率谱的快速解析计算

宇宙学与河外天体物理 2013-04-23 v2 高能天体物理现象

作者: Anastasios Avgoustidis , Edmund J. Copeland , Adam Moss , Dimitri Skliros

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摘要

我们在非连接段模型 (USM) 框架下，提出了宇宙弦不等时关联函数 (UETC) 的解析表达式。这消除了为数值估算 UETC 而需模拟数千次网络实现的需求。利用我们的方法，可以在单核 CPU 上以约 20-30 秒的时间，在所有感兴趣的尺度上非常精确地计算 UETC。我们的形式体系促进了一种高效计算宇宙弦宇宙微波背景 (CMB) 各向异性的方法。通过对 UETC 进行离散化并执行特征分解，将其作为 CAMB CMB 代码中的源，功率谱可以通过对有限数量的特征模态求和来计算。与传统的对有限数量的弦网络实现进行功率谱平均的方法相比，所需的特征模态数量要少得多。借助 OpenMP CAMB 代码提供的额外效率和性能改进，计算弦功率谱所需的时间相较于标准的串行 CMBACT 代码显著减少。后者在现代单线程 CPU 上对 2000 次网络实现需要约 30 小时。使用我们的方法，在中等线程数的 CPU（8 线程）上仅需约 15 分钟即可达到类似的百分之一量级精度。如果仅需 10% 量级的精度且 CPU 具有更高的线程数，现在可在约 2-3 分钟内完成宇宙弦功率谱的计算。这使得针对马尔可夫链蒙特卡洛 (MCMC) 分析探索弦参数空间成为可能。

关键词

宇宙弦不等时关联函数非连接段模型 CMB 各向异性功率谱特征分解 CAMB 代码 MCMC 分析

引用

@article{arxiv.1209.2461,
  title  = {Fast Analytic Computation of Cosmic String Power Spectra},
  author = {Anastasios Avgoustidis and Edmund J. Copeland and Adam Moss and Dimitri Skliros},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1209.2461},
  year   = {2013}
}

备注

13 pages, 3 figures, minor corrections and improvements, matches published version

宇宙弦功率谱的快速解析计算

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关键词

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