修订非线性物质功率谱的 Halofit 模型

基于一套最先进的高分辨率 $N$-体模拟，我们重新审视了所谓的 halofit 模型（Smith et al. 2003），将其作为非线性物质功率谱的精确拟合公式。虽然 halofit 模型常被用作预测冷暗物质主导宇宙中非线性物质功率谱的标准宇宙学工具，但其精度受限于用于确定拟合参数的 $N$-体模拟的低分辨率，这表明未来的宇宙学研究需要在小尺度上改进拟合公式。我们针对 16 个宇宙学模型运行了高分辨率 $N$-体模拟，这些模型围绕 Wilkinson 微波各向异性探测器（WMAP）的最佳拟合宇宙学参数（1 年、3 年、5 年和 7 年结果），包括具有恒定状态方程的暗能量模型。模拟结果被用于重新校准 halofit 模型的拟合参数，以便在保持大尺度精度的同时，重现 $N$-体模拟的小尺度功率谱。修订后的拟合公式在红移 $0 \leq z \leq 10$ 范围内，对宽波数范围（$k \leq 30h$\,Mpc$^{-1}$）的非线性物质功率谱提供了精确预测：在 $0 \leq z \leq 10$ 时，对于 $k\leq1 h$ Mpc$^{-1}$ 精度为 5%；在 $0 \leq z \leq 3$ 时，对于 $1 \leq k\leq 10 h$ Mpc$^{-1}$ 精度为 10%。我们讨论了改进后的 halofit 模型对弱引力透镜功率谱和相关函数的影响，并表明改进后的模型能更好地重现光线追踪模拟结果。