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具有完全时间与尺度依赖性及 EFT 修正的二重圈功率谱:大质量中微子的影响与超越 EdS 模型

宇宙学与河外天体物理 2022-09-28 v1 高能物理 - 唯象学

摘要

我们计算了次次领头阶的密度与速度功率谱,考虑了大质量中微子扰动的与时间及尺度相关的增长,以及晚期非线性地偏离爱因斯坦–德西特(EdS)动力学的影响。我们通过与未包含这些效应的常用近似处理相比较,确定了这些效应的影响。对于裸冷暗物质(CDM)+重子谱,我们发现对于 k0.17h Mpc1k\gtrsim 0.17h~\mathrm{Mpc}^{-1} 存在百分级偏差,主要源于对 EdS 的偏离。对于速度与交叉功率谱,主要差异源于大质量中微子存在下的时间与尺度依赖性,对 mν=0.4,0.2,0.1 eV\sum m_{\nu} = 0.4, 0.2, 0.1~\mathrm{eV} 分别在 k0.08,0.13,0.16h Mpc1k\simeq 0.08, 0.13, 0.16h~\mathrm{Mpc}^{-1} 以上产生百分级偏差。我们使用了在二重圈下有效、适用于波数 kkFSk \gg k_{\mathrm{FS}} 的有效场论(EFT)框架,其中 kFSk_{\mathrm{FS}} 为中微子自由流动尺度。与 Quijote N 体模拟比较,我们发现对于 CDM+重子密度功率谱,晚期中微子扰动与精确时间依赖动力学的影响可由一圈 EFT 反项中的偏移 Δγˉ10.2 Mpc2/h2\Delta\bar{\gamma}_1 \simeq - 0.2~\mathrm{Mpc}^2/h^2 来补偿。我们发现对于所考虑的所有中微子质量 mν0.4 eV\sum m_{\nu} \leq 0.4~\mathrm{eV},在一圈与二圈阶,微扰与 N 体结果分别在 k0.12h Mpc1k\lesssim 0.12h~\mathrm{Mpc}^{-1}k0.16h Mpc1k\lesssim 0.16h~\mathrm{Mpc}^{-1} 以内达到百分级一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.11533,
  title  = {Two-loop power spectrum with full time- and scale-dependence and EFT corrections: impact of massive neutrinos and going beyond EdS},
  author = {Mathias Garny and Petter Taule},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.11533},
  year   = {2022}
}

备注

30 pages, 14 figures