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迈向宇宙学中微子质量探测

宇宙学与河外天体物理 2015-12-30 v1

摘要

未来宇宙学测量应通过中微子对宇宙膨胀率和物质团簇的影响间接确定中微子质量之和。我们考虑引力透镜化的宇宙微波背景各向异性和星系分布中的重子声学振荡的前景,检验如何在未来十年达到中微子质量总和 15\approx15 meV 的预计不确定性(最小质量的4σ\sigma探测)。当前的1σ\sigma不确定性 103\approx 103 meV (Planck-2015+BAO-15) 将被即将到来的“Stage-3” CMB实验(S3+BAO-15: 44 meV)、然后即将到来的BAO测量(S3+DESI: 22 meV)和计划中的下一代“Stage-4” CMB实验(S4+DESI: 15-19 meV,取决于角范围)改进。改进的光学深度测量很重要:如果S4限于 >20\ell>20 并与当前大尺度偏振数据结合,预计中微子质量不确定性增加至 2626 meV。超越ΛCDM,包含曲率不确定性使S4+DESI的质量误差预测增加 \approx 50%,而双参数暗能量状态方程使误差翻倍有余。互补的低红移探测包括星系透镜将在区分大质量中微子与偏离 w=1w=-1、平坦几何方面发挥作用。

关键词

引用

@article{arxiv.1509.07471,
  title  = {Towards a cosmological neutrino mass detection},
  author = {Rupert Allison and Paul Caucal and Erminia Calabrese and Joanna Dunkley and Thibaut Louis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1509.07471},
  year   = {2015}
}

备注

Submitted to PRD. 15 pages, 10 figures