中微子质量与基于莱曼α森林功率谱的宇宙学

我们使用Palanque-Delabrouille等人(2013)从SDSS-III/BOSS测量的一维Ly$\alpha$-森林功率谱，并辅以Planck 2015宇宙微波背景(CMB)数据和其他宇宙学探测，约束中微子质量、来自暴胀的原始涨落谱以及$\Lambda$CDM模型的其他参数。本文通过以下方式改进了Palanque-Delabrouille等人(2015)的先前分析：使用更强大的校准流体动力学模拟集以减小与分辨率和盒子尺寸相关的不确定性，采用更灵活的 nuisance parameters 来描述星系际介质的演化，加入额外的自由度以考虑系统不确定性，以及使用Planck 2015约束替代Planck 2013。单独拟合Ly$\alpha$数据得到的宇宙学参数与从CMB数据独立导出的值极为一致，除了在标量指数$n_s$上存在微弱张力。结合BOSS Ly$\alpha$与Planck CMB将中微子质量之和约束为$\sum m_\nu < 0.12$ eV (95\% C.L.)（包括所有已识别的系统不确定性），比我们之前的极限(0.15 eV)更紧且更稳健。将Ly$\alpha$数据加入CMB数据，通过$\tau$与$\sigma_8$的相关性减小了再电离光学深度$\tau$的不确定性。类似地，宇宙学参数间的相关性有助于约束原初涨落的张量-标量比$r$。$n_s$上的张力可通过允许运行${\mathrm d}n_s/{\mathrm d}\ln k$来调和。在拟合中允许运行作为自由参数并不改变$\sum m_\nu$的极限。我们在慢滚暴胀背景下讨论这些结果的可能解释。