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利用DESI 2024年Y1 BAO测量量化标量场动力学

宇宙学与河外天体物理 2024-11-20 v2 高能物理 - 唯象学

摘要

精粹标量场是演化暗能量的自然候选者。与暗能量状态方程的现象学w0waw_0w_a参数化不同,它们不能容纳暗能量的幻影区域w(z)<1w(z) < -1,或进入幻影区域的穿越。暗能量光谱仪(DESI)最近的重子声学振荡(BAO)测量表明,当拟合w0waw_0w_a并将DESI BAO测量与其他宇宙学探针结合时,演化暗能量相对于宇宙学常数的偏好范围为2.6σ3.9σ2.6\sigma-3.9\sigma。在这项工作中,我们直接将三个简单的标量场模型拟合到DESI BAO数据,并结合宇宙微波背景各向异性测量和超新星数据集。我们发现最佳拟合模型包含24%2-4\%的动能标量场能量Ωscf,k\Omega_{\rm scf,k},对于具有二次或线性势的典型标量场。然而,只有DESY-Y5超新星数据集组合在95%95\%置信水平上显示出对精粹场优于Λ\LambdaCDM的偏好。通过拟合超新星数据集Pantheon、Pantheon+、DES-Y5和Union3,我们表明在Λ\LambdaCDM下的轻微张力(nσ<3.4n_{\sigma}< 3.4)源于BAO偏好较小的分数质量能量密度Ωm<0.29\Omega_m < 0.29,而所有超新星数据集(除了Pantheon)偏好较大的值Ωm>0.3\Omega_m > 0.3。当将DESI BAO的两个红移区间替换为有效红移zeff=0.51z_{\text{eff}} =0.51zeff=0.706z_{\text{eff}}= 0.706,并与BOSS DR 12在zeff=0.51z_{\text{eff}} =0.51zeff=0.61z_{\text{eff}}= 0.61的可比BAO测量进行比较时,Λ\LambdaCDM下的张力仍然显著(nσ<2.8n_{\sigma} <2.8)。作为暗能量的典型标量场在缓解这种张力方面是成功的。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.14341,
  title  = {Quantifying Scalar Field Dynamics with DESI 2024 Y1 BAO measurements},
  author = {Kim V. Berghaus and Joshua A. Kable and Vivian Miranda},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.14341},
  year   = {2024}
}

备注

15 pages, 12 figures, v2 matches journal version