Extreme Axions 공개: 우주론적 모델링을 위한 새로운 유체 접근 방식 - 현상학

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• 초록 및 소개
• 행동 양식
• 현상론
• 토론 및 향후 작업
• 결론
• 감사의 말과 참고자료

3. 현상학

3.1. Axion 배경 변수 변경 사항

3.2. 물질 전력 스펙트럼 서명

배경 유체 변수에 대한 이러한 변화는 MPS에도 영향을 미치며, 이는 Ly-α 숲에서 볼 수 있는 우주 관측 가능 항목을 제공합니다. 이 섹션에서는 액시온 질량, 시작 각도 및 액시온 DM 비율이 MPS에 미치는 영향을 설명하고 섹션에 설명된 대로 eBOSS DR14 Ly-α 포리스트 데이터 및 ΛCDM 모델을 사용하여 추정된 선형 MPS와 결과를 비교합니다. 2.6. 우리는 Ly-α 플럭스 파워 스펙트럼의 전체 유체역학적 시뮬레이션을 수행하지 않고 대신 Lyα 숲 데이터를 사용하여 추정된 z = 0 선형 물질 파워 스펙트럼을 사용하고 있습니다. 이 추정에는 여러 가지 제한 사항이 있습니다. Ly-α 전력 스펙트럼의 선형화와 z = 0으로의 진화는 모두 순수한 CDM 물리학을 가정합니다. 또한 이러한 추정치는 비선형 유체 역학을 설명하는 수많은 천체 물리학 매개변수를 소외시킵니다. 이는 우주론적 매개변수와 축삭 매개변수 모두에 대해 사소한 퇴화를 가질 수 있으며 Ly-α 산림 데이터와의 강력한 비교를 통해 보다 철저하게 조사해야 합니다. . 따라서 이 비교는 정량적으로 견고한 것으로 간주되어서는 안 되며, 대신에 극단적인 액시온이 바닐라 액시온 모델에 대한 이전 Ly-α 포리스트 제약을 완화할 수 있는 방법과 위치에 대한 질적 시연으로 간주되어야 합니다.

그림 7은 낮은 액시온 시작 각도와 높은 액시온 시작 각도 모두에 대해 물질 전력 스펙트럼이 액시온 질량에 어떻게 의존하는지 보여주며, eBOSS DR14 Ly-α 숲 데이터와 다시 중첩됩니다. 액시온 질량은 저각 바닐라 액시온에 대한 물질 전력 스펙트럼의 컷오프 규모를 변경하며, 낮은 질량 액시온은 Hlozek et al과 일치하여 더 큰 규모(낮은 k 값)에서 전력 감소를 나타냅니다. ㅡ (2015). 액시온 질량은 또한 극한 액시온에 대해 물질 전력 스펙트럼의 향상이 발생하는 규모를 변경합니다. 바닐라 액시온 컷오프와 유사하게, 더 낮은 액시온 질량에 대해 더 큰 규모(더 작은 k 값)에서 극단적인 액시온 향상이 발생합니다. 두 가지 효과는 바닐라 컷오프와 극도의 향상 모두에 대해 k의 유사한 이동으로 동기화된 것으로 보입니다. eBOSS DR14 Ly-α 산림 데이터를 모델과 비교함으로써 더 작은 규모의 측정을 통해 더 높은 질량에서 바닐라 및 익스트림 액시온 모델을 모두 제한할 수 있음을 알 수 있습니다.

그림 8은 두 개의 질량과 고정된 극한 시작 각도에 대해 MPS가 액시온 분율에 어떻게 의존하는지 보여줍니다. 예상한 대로, 더 낮은 액시온 분율은 MPS가 CDM 솔루션으로 수렴하게 하며, 이는 극단적인 액시온 모델이 충분히 낮은 액시온 DM 분율에서 제한되지 않을 수 있음을 시사합니다.

3.3. MPS의 Ly-α 숲 추정치와의 비교

서로 다른 최대 우도 및 자유 매개변수 수를 갖는 여러 다른 모델을 비교하려면 다음과 같이 제공되는 Akaike 정보 기준을 사용하는 것이 유용합니다.