徜徉于莱曼-阿尔法森林：暗物质-暗辐射相互作用研究

从观测到的苏尼亚耶夫-泽尔多维奇（SZ）星系团质量函数和弱引力透镜研究中推断出的大尺度物质涨落振幅，若按其表面值理解，与宇宙微波背景（CMB）和重子声学振荡（BAO）的测量结果存在矛盾。在这项工作中，我们重新审视这一可能的差异是否可归因于暗物质领域的新相互作用。我们聚焦于一个宇宙学模型，其中暗物质与一种暗辐射组分相互作用直至物质-辐射相等时期，发现来自斯隆数字巡天的莱曼-阿尔法通量功率谱测量结果并不支持新暗物质相互作用能够解决CMB与大尺度结构（LSS）之间可能存在的矛盾的假设。事实上，当仅考虑CMB、BAO和LSS数据时，加入暗物质-暗辐射相互作用相对于标准Λ冷暗物质（ΛCDM）模型带来了2ΔlnL=12的改进，但纳入莱曼-阿尔法数据后，拟合改进相对于ΛCDM降至2ΔlnL=6。因此我们得出结论，新暗物质相互作用的统计证据（主要由普朗克SZ数据集驱动）充其量是边缘性的，且可能由数据中的系统误差引起。我们还对未来由CMB-S4实验与大型综合巡天望远镜星系巡天组成的数据集所能达到的探测能力进行了费舍尔预测分析。我们发现，对类流体暗辐射组分有效数量ΔN_fluid的限制将比当前界限提高一个数量级。