宇宙速度场对大质量中微子的敏感性检验

我们借助信息优化的 CUBE 代码所提供的高分辨率宇宙学 $N$ 体模拟，研究了大质量中微子对宇宙速度场的影响，其中宇宙中微子采用无碰撞流体力学演化，其中微子扰动可被精确分辨。本研究首次聚焦于速度大小、散度、涡度和弥散等各种宇宙速度场分量中由大质量中微子引起的抑制效应分析。通过将中微子质量总和 $M_\nu$ 从 0 变化至 0.4 eV，模拟表明，涡度功率谱——其唯一源自来受大质量中微子显著影响的非线性结构形成——对质量总和非常敏感，这有望为探测大质量中微子提供新的特征信号。此外，利用卡方统计量，我们定量检验了密度与速度功率谱对中微子质量总和的敏感性。事实上，我们发现涡度谱具有最高的敏感性，且无质量中微子的零假设与来自 $M_\nu=0.1$ eV 的涡度谱和散度谱在高显著性下不相容（$p$ 值分别为 $0.03$ 和 $0.07$）。这些结果清楚地表明了在测定中微子质量与质量层级时， peculiar 速度场测量（尤其是涡度和散度分量）的重要性。