利用未来宇宙微波背景与星系巡天探究原初特征的限制条件

在本文中，我们深入研究了即将开展的宇宙微波背景（CMB）与星系巡天在探测原初功率谱特征方面的能力。原初特征是标准幂律暴胀功率谱之上特定的依赖于模型的修正；其函数形式由不同的暴胀情景给出。任何显著偏离无特征功率谱的印记都将使我们能够解读暴胀宇宙学的复杂性。在此，我们探究三类主要且各异的特征，即隆起（Bump）特征、尖锐（Sharp）特征信号与共振（Resonance）特征信号。为分析这些特征，我们针对每种特征模型采用特定的模板。我们通过 Fisher 矩阵预测分析，结合 DESI 与 EUCLID 星系巡天，对 upcoming 的 CMB 任务（如 CMB-S4、CORE-M5、LiteBIRD、PICO）上的特征参数进行了可能的限制估计。为此，我们利用四种不同的观测来预测模型参数的边界，即 CMB、重子声学振荡（BAO）、星系成团与引力弱透镜（或宇宙剪切）及其可允许的协同效应。对于大尺度结构（LSS）信息，我们考虑了不同红移下的不同尺度上限，以避免非线性尺度上的不确定性误差传播到对特征参数的限制中。我们对所有三类特征进行了比较分析，以评估这些即将开展的观测在阐明精度宇宙学这一关键方面上的相对能力。