एक्सट्रीम एक्सियंस का अनावरण: चर्चा और भविष्य का कार्य

लिंक की तालिका

• सार और परिचय
• तरीकों
• घटना
• चर्चा और भावी कार्य
• निष्कर्ष
• आभार और संदर्भ

4. चर्चा और भावी कार्य

हालांकि आकाशगंगा सर्वेक्षणों से एलएसएस संभावनाओं की तुलना, और लेंसिंग, तापमान और ध्रुवीकरण शक्ति स्पेक्ट्रा के लिए सीएमबी संभावनाओं की तुलना सबसे सीधी है, एक्सियंस पर सबसे सख्त वर्तमान प्रतिबंध Ly-α वन के माप से आते हैं, क्योंकि ये आकाशगंगा सर्वेक्षणों या सीएमबी (रोजर्स और पीरिस 2021) की तुलना में बहुत छोटे पैमाने पर एमपीएस की जांच करने में सक्षम हैं। हालांकि, एक्सट्रीम एक्सियंस के लिए एमपीएस भविष्यवाणियों की तुलना Ly-α वन के डेटा से करना अधिक कठिन है, क्योंकि इसके लिए छोटे पैमाने की गैर-रेखीय संरचना के हाइड्रोडायनामिक सिमुलेशन की आवश्यकता होती है, जो सिद्धांत रूप में एक्सट्रीम एक्सियन मॉडल के गैर-रेखीय व्यवहार पर निर्भर हो सकता है। इस पत्र में, हमने Ly-α वन डेटा से रैखिक एमपीएस के अनुमानों का उपयोग किया, जो छोटे पैमाने की संरचना विकास के लिए सीडीएम को मानते थे, लेकिन यह विधि केवल कम-घनत्व शासन में मान्य है, जहां सीडीएम अधिकांश डार्क मैटर बनाता है। चरम अक्षों के लिए गैर-रेखीय Ly-α वन मॉडलिंग पर कुछ काम किया गया है (Leong et al. 2019), लेकिन यह सिमुलेशन कम्प्यूटेशनल रूप से महंगा है। आदर्श रूप से, सबसे अच्छा तरीका Ly-α डेटा के चरम अक्ष पूर्वानुमानों का उत्पादन करने के लिए एक एमुलेटर को प्रशिक्षित करना होगा, जैसा कि रोजर्स और पीरिस (2021) में किया गया था। जब हमारे संशोधित एक्सियनCAMB के साथ जोड़ा जाता है, तो यह तेजी से गणना और Ly-α वन डेटा की सीधी तुलना की अनुमति दे सकता है, जो इन चरम अक्ष मॉडल के छोटे पैमाने के व्यवहार पर सबसे अधिक जानकारीपूर्ण प्रतिबंध देगा। इसके अलावा, Ly-α अवलोकनों की सीधी तुलना हमें उच्च रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रोस्कोपिक सर्वेक्षणों का उपयोग करने की अनुमति देगी, जैसे कि केक या वीएलटी लू एट अल। (1996); इरसीक एट अल। ˇ (2017 बी)।

एक्सियन द्रव्यमान, घनत्व अंश और प्रारंभिक कोण पर सटीक एक साथ बाधाएं मात्रात्मक रूप से एक महत्वपूर्ण प्रश्न को संबोधित करेंगी, जो अब तक केवल गुणात्मक रूप से संपर्क किया गया है: अर्थात्, इन चरम एक्सियन मॉडलों के काम करने के लिए फाइन-ट्यूनिंग की आवश्यक डिग्री। चित्र 10 दिखाता है कि डेटा के साथ एक अच्छा समझौता एक्सियन प्रारंभिक कोणों के साथ किया जा सकता है जो शिखर के करीब हैं, 10% से कम से अलग हैं। अरवनीतकी एट अल। (2020) ने एक मॉडल प्रस्तावित किया है जो एक्सियन क्षेत्र को बहुत पहले समय में शिखर के पास शुरू करने के लिए प्रेरित कर सकता है, लेकिन इन मॉडलों की व्यावहारिकता इस बात पर निर्भर करेगी कि वास्तव में कितनी फाइन ट्यूनिंग की आवश्यकता है। फाइन-ट्यूनिंग की यह आवश्यक डिग्री एक्सियन द्रव्यमान और घनत्व अंश पर निर्भर करती है हमारे संशोधित एक्सियन सीएएमबी के साथ, हम एक्सियन और ब्रह्माण्ड संबंधी मापदंडों की एक श्रृंखला के लिए आवश्यक स्तर के फाइन-ट्यूनिंग का अनुमान लगा सकते हैं, जिससे इन मॉडलों की व्यावहारिकता को सूचित करने में मदद मिलेगी जो π के करीब प्रारंभिक कोण उत्पन्न करते हैं।

अन्वेषण के लायक एक और क्षेत्र इन बाधाओं की तुलना भविष्य के CMB प्रयोगों, जैसे कि सिमंस वेधशाला, और CMB-S4 (Hlozek et al. ˇ 2017; Lee et al. 2019; Dvorkin et al. 2022; Abazajian et al. 2022) द्वारा पूर्वानुमान संवेदनशीलताओं से करना है। हालाँकि प्लैंक पहले से ही कम-ℓ पर तापमान के लिए ब्रह्मांडीय-भिन्नता सीमित है, बेहतर ध्रुवीकरण और/या उच्च-ℓ डेटा (अघानिम एट अल. 2016) के साथ प्रयोग करके पर्याप्त सुधार किए जा सकते हैं। CMB लेंसिंग कई पैमानों पर DM MPS की जाँच करने की क्षमता भी प्रदान करता है (रोजर्स एट अल. 2023)। हम CMB और MPS स्रोतों से एक साथ बाधाओं के साथ भी प्रयोग कर सकते हैं। एमपीएस की प्रत्यक्ष जांच का उपयोग चरम एक्सियन मॉडल को बाधित करने के लिए भी किया जा सकता है, जिसमें डार्क एनर्जी सर्वे (जिसका उपयोग हमने डेंटलर एट अल. 2022 में वेनिला एक्सियन मॉडल को बाधित करने के लिए किया था), यूक्लिड (अमेंडोला एट अल. 2018), जेडब्लूएसटी (पराशरी और लाहा 2023), और वेरा रुबिन वेधशाला (माओ एट अल. 2022) शामिल हैं।

अंत में, हम मानक कोसाइन आकार से परे संभावनाओं को सीमित करने का प्रयास कर सकते हैं। क्वार्टिक, हाइपरबोलिक कोसाइन या मोनोड्रोमिक संभावनाओं वाले एक्सियन के साथ मॉडल प्रस्तावित किए गए हैं (सेम्ब्रानोस एट अल। 2018; यूरेना एल ˜ ओपेज़ ´ 2019; जैकेल एट अल। 2017)। इसके अलावा, विभिन्न संभावनाओं वाले एक्सियन जैसे स्केलर फ़ील्ड को हबल तनाव को दूर करने में संभावित रूप से सक्षम एक प्रारंभिक डार्क एनर्जी घटक के रूप में प्रस्तावित किया गया है (कामियोनकोव्स्की और रीस 2022; पौलिन एट अल। 2023)। इन सभी संभावनाओं में एक्सियन गड़बड़ी को संभवतः हमारे संशोधित एक्सियनCAMB का उपयोग करके मॉडल किया जा सकता है, क्योंकि संभावित फ़ंक्शन को सामान्य रूप से लागू किया जाता है। एकमात्र आवश्यकता यह होगी कि परीक्षण किए जा रहे संभावित को छोटे ϕ मानों पर एक द्विघात में सरलीकृत किया जाना चाहिए, ताकि कण DM सन्निकटन बाद के समय में मान्य हो सके।