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场层面的局域原初非高斯性偏差

宇宙学与河外天体物理 2025-02-11 v2

摘要

局域原初非高斯性(LPNG)将长波长宇宙学涨落与星系的短波长行为耦合起来。这种耦合体现在大尺度偏置框架中线性阶和二次阶的偏置参数中,包括bϕb_{\phi}bδϕb_{\delta\phi}。我们利用N体模拟中的拉格朗日偏置和非线性位移,首次对bϕb_{\phi}bδϕb_{\delta\phi}进行了场层面测量。我们将场层面测量结果与普适性预测和分离宇宙结果进行比较,发现定性一致,但细节上存在分歧。我们还量化了在给定初始条件下,基于对bϕb_{\phi}的不同知识假设,场中可获得的关于fNL(loc)f_{\mathrm{NL}}^{(\mathrm{loc})}的信息。我们发现,即使在场层面,当对bϕfNL(loc)b_{\phi} f_{\mathrm{NL}}^{(\mathrm{loc})}进行边缘化时,也无法精确约束fNL(loc)f_{\mathrm{NL}}^{(\mathrm{loc})},在微扰场层面模拟中,线性偏置模型和二次偏置模型之间的约束能力下降了2-3倍,这表明即使在这种理想化场景下,为了在场层面有意义地约束fNL(loc)f_{\mathrm{NL}}^{(\mathrm{loc})},也需要一个bϕb_{\phi}先验。对于模拟的暗物质晕,当对包括bϕb_{\phi}bδϕb_{\delta\phi}在内的偏置参数进行边缘化时,来自线性和二次场层面模型的纯fNL(loc)f_{\mathrm{NL}}^{(\mathrm{loc})}约束似乎都有偏,这主要是由于fNL(loc)bϕf_{\mathrm{NL}}^{(\mathrm{loc})} - b_\phi的简并性。我们的结果是对LPNG大尺度偏置框架的一个重要一致性检验,并强调了为未来巡天提供基于物理动机的LPNG偏置参数先验的重要性。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.18039,
  title  = {Local Primordial Non-Gaussian Bias at the Field Level},
  author = {James M. Sullivan and Shi-Fan Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.18039},
  year   = {2025}
}

备注

26 pages, 10 figures, prepared for submission to JCAP