CMB 实验便利现象的终结：暗区案例研究
宇宙学与河外天体物理
2025-02-27 v1
摘要
Cosmic Microwave Background (CMB) 实验的精度特别是其镜面重建，已达到无法忽略非线性修正的限制。忽略这些修正会导致对宇宙学参数的约束产生偏差。本文使用来自 Planck 和南极探测器第三代相机 (SPT-3G) 2018 年的镜面数据，以两种方式突出这些偏差的影响。首先，我们估计因忽略非线性修正而在 \Lambda CDM 中导致的偏移。我们发现 DM 份额、哈勃常数以及 8 h^{-1} Mpc 处物质涨落幅值的 0.2-0.6 \sigma 偏移。其次，我们估计不包括对非线性修正敏感数据的约束能力损失。作为案例研究，我们考虑两种相互作用的 DM 模型，这些模型在现有 CMB 玻尔兹曼代码中尚无法获得。前者是 DM 与质子相互作用，后者是 DM 与暗辐射 (DR) 相互作用。对于前者案例，当我们加入来自 SPT-3G 2018 年观察的主 CMB 数据时，我们发现相较于前期研究，模型参数约束改善了 10-20%。然而，如果能够包括当前或即将到来的 SPT-3G 镜面数据，则可进一步实现约束的 50% 改善。对于 DM 与 DR 相互作用的案例，若不包括 CMB 镜面信息，无法对模型参数获得有意义的约束。我们也指出，用于计算 \Lambda CDM 中非线性修正的程序，具体而言是 HaloFit 和 HMCode，在不恰当地用于这些扩展模型时提供不稳定的结果。这些结果构成了在约束此类模型时使用 CMB 镜面数据的谨慎理由，以及估计其非线性修正的动机。
引用
@article{arxiv.2502.19383,
title = {The End of Easy Phenomenology for CMB Experiments: A Case Study in the Dark Sector},
author = {Cynthia Trendafilova and Ali Rida Khalife and Silvia Galli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.19383},
year = {2025}
}
备注
21 pages, 8 figures