현재 중성미자 질량에 대한 우주론적 제약 완화: 토론

링크 표

• 초록 및 소개
• 암흑 에너지를 중성미자에 결합
• 섭동 및 관측 가능 항목에 대한 결합의 영향
• 매개변수 추정
• 논의
• 감사의 글, 부록 및 참고 자료

V. 토론

본 연구에서 우리는 암흑에너지 성분을 나타내는 스칼라 필드의 값에 질량이 의존하는 질량이 변하는 중성미자 모델을 조사했습니다. 우리 작업의 독창성은 CPL 매개변수화 또는 스칼라 필드 전위의 임의 선택과 같은 다른 접근법과 관련하여 자유 매개변수의 수를 제한하는 정수 매개변수화의 선택에 있습니다. 매개변수화는 순전히 현상학적이지만, 암흑에너지에 스케일링 특성을 편리하게 부여하는 지수항의 합으로 전위를 분석적으로 재구성하게 됩니다. 우리는 식에서 두 섹터 사이의 결합 강도에 대한 ΛCDM, β와 관련하여 두 개의 추가 자유 매개변수를 도입했습니다. (2.2)와 식에서 필드의 선형 진화에 대한 λ. (2.9).

우리는 중성미자 질량 증가 시나리오가 기준선 νΛCDM 모델의 틀에서 파생된 현재 중성미자 질량의 상한을 완화한다는 추측을 확인했습니다. 우리의 목표는 Ref.의 연구와 같은 이전 작업을 보완하는 것이었습니다. [16]. 후자에서 저자가 고려한 모델 중 하나는 스칼라 장과 지속적으로 결합되고 지수 형태의 전형적인 잠재력을 갖는 질량 변화 중성미자 이론이었습니다. 우리의 경우와는 대조적으로 그들의 모델은 추적 동작을 보여주지 않으며 질량 감소 시나리오만 허용합니다. 그들은 또한 천문학적 관측이 결합 매개변수에 대한 강력한 제약을 제공하지 않는다는 것을 발견했습니다. 결합을 제한하기 위해 그들은 그러한 상당한 질량이 독립적으로 확인될 수 있다고 가정하여 중성미자 질량을 0.1eV보다 높은 값으로 고정했습니다. 또는 가능성 분석에서 현재 중성미자 질량을 제한하기 위해 서로 다른 커플 링 값을 설정했습니다.

배경 수준에서 모델을 분석한 후, 우리는 고려된 모델에 적용한 볼츠만 코드 CLASS 버전을 사용하여 결합에 대한 여러 관측 가능 항목(물질 및 CMB 파워 스펙트럼 및 CMB 렌즈화 가능성)의 민감도를 평가했습니다. 우리는 중성미자 질량의 증가가 상호작용하지 않는 스칼라 필드의 존재에 의해 예측된 것보다 물질 전력 억제가 적다는 것을 발견했습니다. 결합은 또한 스칼라 필드 매개변수 자체의 효과와 병행하여 특히 통합 Sachs-Wolf 효과를 통해 다양한 규모의 CMB 전력 스펙트럼 모양에 영향을 미칩니다. CMB 렌즈 잠재력은 상호작용에 민감합니다. 중성미자 질량의 증가는 정수 유체로 인한 렌즈 생성 가능성의 감소를 보상할 수 있습니다. 따라서 중성미자 섹터와 동적 암흑 에너지 구성 요소 사이의 추정 상호 작용에 대한 제약을 얻는 것이 이론적으로 가능합니다.

향후 작업의 어떤 측면에서 더 큰 다중극(l ≳ 3000)에서 이방성의 정확한 측정을 통해 플랑크 데이터가 우리 모델의 매개변수에 적용하는 CMB 제약 조건을 보완하는 것이 가치가 있을 것입니다. 충분한 정확도로 측정된 이러한 작은 각도 스케일은 특히 상호 작용의 강도가 작은 경우 결합 특성을 나타낼 수 있습니다[73]. 예를 들어, 1 시그마 수준에서 중성미자와 암흑 물질 사이의 소멸되지 않는 결합에 대한 징후는 CMB 온도 및 편광 이방성에 대한 Atacama Cosmology Telescope(ACT)의 고다극 관찰을 사용하여 발견되었습니다[74]. 또한, 렌즈 출력 스펙트럼에 대한 대체 CMB 데이터를 사용하여 구조 성장에 영향을 미치는 중성미자 – 스칼라 장 상호 작용 시나리오를 추가로 제한할 수도 있습니다[75]. 대규모 구조의 후기 우주 탐사선의 경우, 결합 암흑물질 사례[26]에서처럼 MaVaN 모델을 테스트하기 위해 KiDS 약한 렌즈 관측을 사용하는 것이 적절할 것입니다.