MillenniumTNG 项目全天区弱引力透镜模拟中的光线追踪与 Born 近似比较

弱引力透镜是宇宙学精确检验的有力工具。由于预期的偏转角很小，基于非线性 N 体模拟的预测通常使用 Born 近似计算。在此，我们利用新开发的全天区光线追踪方案 ${\small DORIAN}$ 检验了这一假设，该方案应用于 MillenniumTNG 套件中两个最大模拟的高分辨率质量壳层输出，每个模拟的盒子大小为 3000 Mpc，包含近 1.1 万亿冷暗物质粒子以及 167 亿个代表大质量中微子的粒子。我们检验了简单的两点统计量，如会聚场的角功率谱，以及对高阶相关性敏感的统计量，如峰值和谷值统计量、空洞统计量以及会聚图的 Minkowski 泛函。总体而言，我们发现 Born 近似与完整光线追踪处理之间仅存在微小差异。虽然在功率谱层面这些差异可以忽略不计，但某些高阶统计量显示出更显著的影响；要达到百分之一的精度，光线追踪是必要的。在我们达到的分辨率下，全天区图包含 8 亿像素，角分辨率为 0.43 角分，我们发现插值精度会在光线追踪结果中引入可观的误差。因此，我们实现了一种基于非均匀快速傅里叶变换 (NUFFT) 的插值方法以及更传统的方法。双线性插值会引入显著的平滑效应，而最近网格点采样与 NUFFT 吻合良好，至少对于我们的基准源红移 $z_s=1.0$ 以及我们用于高阶统计量的 1 角分平滑而言是如此。