চরম অক্ষরেখা উন্মোচন: আলোচনা এবং ভবিষ্যত কাজ

লিঙ্কের টেবিল

• বিমূর্ত এবং ভূমিকা
• পদ্ধতি
• ফেনোমেনোলজি
• আলোচনা এবং ভবিষ্যত কাজ
• উপসংহার
• স্বীকৃতি এবং রেফারেন্স

4. আলোচনা এবং ভবিষ্যত কাজ

যদিও গ্যালাক্সি সমীক্ষা থেকে এলএসএস সম্ভাবনার তুলনা, এবং লেন্সিং, তাপমাত্রা এবং মেরুকরণ শক্তি স্পেকট্রার জন্য CMB সম্ভাবনাগুলি সবচেয়ে সহজ, অক্ষের উপর সবচেয়ে শক্ত বর্তমান সীমাবদ্ধতাগুলি Ly-α বনের পরিমাপ থেকে আসে, কারণ এইগুলি তদন্ত করতে সক্ষম। গ্যালাক্সি সমীক্ষা বা সিএমবি (রজার্স অ্যান্ড পেইরিস 2021) এর চেয়ে অনেক ছোট স্কেলে MPS। যাইহোক, Ly-α বন থেকে প্রাপ্ত ডেটার সাথে চরম অক্ষের জন্য MPS ভবিষ্যদ্বাণী তুলনা করা আরও কঠিন, কারণ এটির জন্য ছোট-স্কেল ননলাইনার কাঠামোর হাইড্রোডাইনামিক্যাল সিমুলেশন প্রয়োজন, যা নীতিগতভাবে চরম অক্ষ মডেলের অরৈখিক আচরণের উপর নির্ভর করতে পারে। এই কাগজে, আমরা Ly-α বন ডেটা থেকে রৈখিক MPS-এর অনুমান ব্যবহার করেছি, যা ছোট-স্কেল কাঠামোর বিবর্তনের জন্য CDM ধরে নিয়েছে, কিন্তু এই পদ্ধতিটি শুধুমাত্র নিম্নঅ্যাক্সিয়ন-ঘনত্ব ব্যবস্থায় বৈধ, যেখানে সিডিএম বেশিরভাগই তৈরি করে অন্ধকার বিষয় চরম অক্ষের জন্য অরৈখিক Ly-α বনের মডেলিং কিছু কাজ করা হয়েছে (Leong et al. 2019), কিন্তু এই সিমুলেশনটি গণনাগতভাবে ব্যয়বহুল। আদর্শভাবে, সর্বোত্তম পন্থা হবে Ly-α ডেটার চরম অ্যাক্সিন ভবিষ্যদ্বাণী তৈরি করার জন্য একটি এমুলেটরকে প্রশিক্ষণ দেওয়া, যা Rogers & Peiris (2021) এ করা হয়েছিল। আমাদের পরিবর্তিত axionCAMB-এর সাথে মিলিত হলে, এটি দ্রুত গণনা এবং Ly-α বন ডেটার সাথে সরাসরি তুলনা করার অনুমতি দিতে পারে, যা এই চরম অ্যাক্সিন মডেলগুলির ছোট-স্কেল আচরণের উপর সবচেয়ে তথ্যপূর্ণ সীমাবদ্ধতা দেবে। উপরন্তু, Ly-α পর্যবেক্ষণযোগ্যগুলির সাথে সরাসরি তুলনা আমাদের উচ্চতর রেজোলিউশন বর্ণালীবীক্ষণিক জরিপগুলি ব্যবহার করার অনুমতি দেবে, যেমন কেক বা ভিএলটি লু এট আল এর সাথে করা হয়েছে। (1996); Irsiˇ c et al. ˇ (2017b)।

অক্ষের ভর, ঘনত্বের ভগ্নাংশ এবং প্রারম্ভিক কোণে সঠিক যুগপত সীমাবদ্ধতা, পরিমাণগতভাবে একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নের সমাধান করবে যেটি, এখন পর্যন্ত, শুধুমাত্র গুণগতভাবে যোগাযোগ করা হয়েছে: যথা, এই চরম অক্ষীয় মডেলগুলির কাজ করার জন্য প্রয়োজনীয় মাত্রার সূক্ষ্ম-টিউনিং। চিত্র 10 দেখায় যে ডেটার সাথে একটি ভাল চুক্তিতে পৌঁছানো যেতে পারে অক্ষের প্রারম্ভিক কোণগুলির সাথে যা শিখরের কাছাকাছি, 10% এর কম দ্বারা পৃথক করা হয়। Arvanitaki এবং অন্যান্য. (2020) এমন একটি মডেলের প্রস্তাব করেছে যা অত্যন্ত প্রাথমিক সময়ে শিখরের কাছাকাছি শুরু করার জন্য অ্যাক্সিন ক্ষেত্রকে চালিত করতে পারে, তবে এই মডেলগুলির প্রশংসনীয়তা ঠিক কতটা সূক্ষ্ম টিউনিং প্রয়োজন তার উপর নির্ভর করবে। সূক্ষ্ম সুরকরণের এই প্রয়োজনীয় ডিগ্রী অক্ষীয় ভর এবং ঘনত্বের ভগ্নাংশের উপর নির্ভর করে, যেমনটি চিত্র 9, 10 এবং 11-এ দেখা যায় এবং অন্যান্য মহাজাগতিক পরামিতিগুলির উপরও নির্ভর করতে পারে। আমাদের পরিবর্তিত axionCAMB-এর সাহায্যে, আমরা π-এর কাছাকাছি প্রারম্ভিক কোণ উৎপন্ন করে এমন মডেলগুলির সম্ভাব্যতা জানাতে সাহায্য করে অক্ষ এবং মহাজাগতিক পরামিতিগুলির জন্য প্রয়োজনীয় মাত্রার সূক্ষ্ম-টিউনিংয়ের অনুমান তৈরি করতে পারি।

অন্বেষণ করার মতো আরেকটি ক্ষেত্র হল এই সীমাবদ্ধতার তুলনা করা হচ্ছে ভবিষ্যতের সিএমবি পরীক্ষা-নিরীক্ষা যেমন সিমন্স অবজারভেটরি এবং সিএমবি-এস৪ (Hlozek et al. 2017; Lee et al. 2019; Dvorkin et al. 2022; Abazajian et al. 2022) দ্বারা সংবেদনশীলতার পূর্বাভাসের সাথে। 2022)। যদিও প্ল্যাঙ্ক ইতিমধ্যেই কম ℓ-এ তাপমাত্রার জন্য মহাজাগতিক-প্রকরণ সীমিত, তবে আরও ভাল মেরুকরণ এবং/অথবা উচ্চ-ℓ ডেটা (Aghanim et al. 2016) সহ একটি পরীক্ষার মাধ্যমে যথেষ্ট উন্নতি হতে পারে। সিএমবি লেন্সিং বিভিন্ন স্কেলগুলিতে ডিএম এমপিএস পরীক্ষা করার ক্ষমতাও সরবরাহ করে (রজার্স এট আল। 2023)। আমরা সিএমবি এবং এমপিএস উত্স থেকে একযোগে সীমাবদ্ধতা নিয়েও পরীক্ষা করতে পারি। ডার্ক এনার্জি সার্ভে (যা আমরা ডেন্টলার এট আল। 2022-এ ভ্যানিলা অ্যাক্সন মডেলকে সীমাবদ্ধ করতে ব্যবহার করেছি), ইউক্লিড (আমেন্ডোলা এট আল। 2018), JWST ( পরাশরী এবং লাহা 2023), এবং ভেরা রুবিন অবজারভেটরি (মাও এট আল। 2022)।

সবশেষে, আমরা শুধুমাত্র স্ট্যান্ডার্ড কোসাইন আকৃতির বাইরে সম্ভাব্যতা সীমাবদ্ধ করার চেষ্টা করতে পারি। কোয়ার্টিক, হাইপারবোলিক কোসাইন, বা মনোড্রোমিক পটেনশিয়াল (Cembranos et al. 2018; Urena L ˜ opez ´ 2019; Jaeckel et al. 2017) ধারণ করা অক্ষগুলির সাথে মডেলগুলি প্রস্তাব করা হয়েছে। এছাড়াও, বিভিন্ন ধরণের সম্ভাবনা সহ অক্ষ-সদৃশ স্কেলার ক্ষেত্রগুলিকে একটি প্রাথমিক অন্ধকার শক্তি উপাদান হিসাবে প্রস্তাব করা হয়েছে যা হাবল উত্তেজনা উপশম করতে সক্ষম (ক্যামিওনকোস্কি এবং রিস 2022; পলিন এট আল। 2023)। এই সমস্ত সম্ভাবনার মধ্যে Axion perturbations ধারণাযোগ্যভাবে আমাদের পরিবর্তিত axionCAMB ব্যবহার করে মডেল করা যেতে পারে, যেহেতু সম্ভাব্য ফাংশনটি সাধারণভাবে প্রয়োগ করা হয়। একমাত্র প্রয়োজনীয়তা হল যে সম্ভাব্য পরীক্ষা করা হচ্ছে তা অবশ্যই ছোট ϕ মানগুলিতে একটি দ্বিঘাতকে সরল করা উচিত, যাতে কণার DM অনুমান শেষ সময়ে বৈধ হতে পারে।