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含大质量中微子的宇宙大尺度结构快速模拟

宇宙学与河外天体物理 2020-09-24 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

包含非线性物质成团效应以及大质量中微子效应的精确宇宙学模拟,对于从即将到来的星系巡天测量中微子质量尺度至关重要。通常采用牛顿模拟,并用大量粒子采样中微子分布以压制散粒噪声。此处我们进行了非常高效的大质量轻中微子模拟,其所需额外成本几乎为零,且不需要中微子的示踪粒子。相反,我们使用基于最近发展的牛顿运动方法的弱场字典,其中物质牛顿模拟与线性相对论玻尔兹曼代码配对,以将中微子演化吸收到依赖于时间的坐标变换中。为此,只需对现有 N 体代码进行极小修改,我们已在 gevolution\textit{gevolution}gadget-2\textit{gadget-2} 中显式实现。与针对 0.1eVmν0.30.1\,{\rm eV} \leq \sum m_\nu \leq 0.3\,eV 进行的先进模拟相比,我们的快速方法以千分之一精度确定了非线性物质功率谱。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.07387,
  title  = {Fast simulations of cosmic large-scale structure with massive neutrinos},
  author = {Christian Partmann and Christian Fidler and Cornelius Rampf and Oliver Hahn},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.07387},
  year   = {2020}
}

备注

v2, matches published version at JCAP