Holographic dark energy in a universe with spatial curvature and massive neutrinos: a full Markov Chain Monte Carlo exploration
本文报道了基于马尔可夫链蒙特卡罗整体拟合技术，用空间曲率和大质量中微子约束全息暗能量模型的结果。宇宙观测数据包括WMAP 7年的温度和偏振数据、Union 2.1样品的Ia型超新星数据、SDSS DR 7和WiggleZ暗能量巡天的重子声振荡数据以及HST最新的$H_0$测量数据。为了处理暗能量的微扰，我们采用了参数化后Friedmann方法。我们发现，对于没有空间曲率和大质量中微子的最简单全息暗能量模型，唯象参数$c<1$在大于$4σ$的置信水平.空间曲率的引入增大了误差条，导致$c<1$仅在大约$2.5σ$范围内;相反，大质量中微子的引入对$c$没有显著影响。我们还发现，对于具有空间曲率但没有大质量中微子的全息暗能量模型，当前分数曲率密度$Ω_{k0}$的$3σ$误差棒仍为$10^{-2}$的量级;对于具有大质量中微子但没有空间曲率的模型，中微子总质量的$2σ$上界为$\sum m_ν < 0.48$ eV.此外，全息暗能量模型中空间曲率与大质量中微子之间存在明显的简并，这使得$\sum m_ν$的上界扩大了2倍以上。此外，我们证明，利用完整的WMAP数据可以给全息暗能量模型更好的约束，与使用WMAP "距离先验“的情况相比。
2013-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Small scales structures and neutrino masses
本文综述了大质量中微子在线性量级上对宇宙学观测量的影响。通过N体模拟，我们研究了中微子在完全非线性状态下留下的特征。本文讨论了在大质量中微子宇宙学中，大质量中微子对物质功率谱、晕质量函数和晕物质偏置的影响。我们还研究了宇宙中微子在星系团中的成团现象。
2015-01-19 astro-ph.CO hep-ph
Proposal for Resonant Detection of Relic Massive Neutrinos
我们提出了一种新的方法来检测遗迹中微子的背景，利用结构化的量子简并放大的阻力中微子散射检测器。发展这一思想，我们提出了一个表征当今遗迹中微子分布在一个任意的框架，包括中微子质量和中微子再加热的影响$e^+e^-$湮灭。我们明确提出的中微子速度和德布罗意波长分布的情况下，地球上的观察者。考虑到在当前的温度和密度下残余中微子可能表现出量子液体的特性，我们讨论了中微子流体关联对共振探测可能性的影响。
2015-02-08 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Constraints on massive sterile plus active neutrino species in non minimal cosmologies
宇宙学测量受到活动和无活动大质量中微子的能量密度的影响。我们在这里扩展到非最小宇宙学的当前宇宙学数据的最近分析。几种可能的情况下进行检查：一个恒定的w \neq -1暗能量状态方程，一个非平坦的宇宙，一个随时间变化的暗能量组件和耦合的暗物质暗能量宇宙或修改的重力的情况。当只考虑宇宙学数据时，在95%CL下允许有~0.5 eV无菌物质的（3+2）大质量中微子模型。该方案已被证明可以使反应器、LSND和MiniBooNE阳性信号与来自其他搜索的空结果相一致。大爆炸核合成边界可能会损害（3+2）模型的可行性，如果两个不育物种是完全热化状态去耦。
2011-12-20 astro-ph.CO hep-ph
Massive neutrinos in nonlinear large scale structure: A consistent perturbation theory
介绍了一种将大质量中微子纳入有效CDM+重子流体微扰理论的自洽表述。在这个公式中，所有的线性k依赖CDM+重子微扰的增长函数，以及所有随之而来的额外的模式耦合在更高的订单，考虑到任何期望的精度。我们的公式把中微子分数作为理论的耦合常数，中微子分数在中微子的非相对论跃迁后在时间上是常数，并且比1小得多。然后，“裸”的微扰是那些在无质量的中微子的情况下，当中微子分数为零，我们考虑由于中微子的引力耦合的反反应修正。我们推导出了“裸”扰动的一般方程和后向修正。然后，通过采用精确的时间演化与适当的解析格林函数，我们明确地推导出领先的反反应效应，并找到精确的协议在线性水平。计算了二阶Beackreaction修正，导出了有质量中微子存在时的主阶物质双谱，指出了物质双谱的压缩极限是中微子质量的灵敏探针。值得注意的是，在这项工作中的一般中微子分数配方可以类似地适用于任何微扰方法中的大质量中微子的一致包含。
2016-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology with massive neutrinos III: the halo mass function and an application to galaxy clusters
我们使用一套N体模拟，将大量的中微子作为一组额外的粒子来研究它们对晕质量函数的影响。我们表明，对于具有大质量中微子的宇宙学，一旦考虑冷暗物质功率谱而不是总物质功率，则使用球形过密度（SO）标准选择的暗物质晕的质量函数可以很好地由Tinker等人（2008）的拟合公式再现。这两种实现方式之间的差异，即使用$P_{\rm cdm}(k)$而不是$P_{\rm m}(k)$，对于大的中微子质量值和晕质量函数的高端来说更加明显：特别是，当考虑$P_{\rm cdm}(k)$而不是$P_{\rm m}(k)$时，大质量晕的数量更高。作为我们的研究结果的定量应用，我们认为普朗克类SZ-集群调查，并表明，预测的数量计数的差异可以大到$30\%$为$\sum m_ν= 0.4$电子伏特。最后，我们使用的普朗克-SZ集群样本，与近似的似然计算，推导出类普朗克约束的宇宙学参数。我们发现，在一个大质量中微子宇宙学中，我们对晕质量函数的修正产生了$σ_8(Ω_{\rm m}/0.27)^γ$关系的移动，可以量化为$Δγ\sim 0.05$和$Δγ\sim 0.14$假设一个（$N_ν=1$）或三个（$N_ν=3$）简并大质量中微子，分别。该偏移分别导致$N_ν=1$的$σ_8$和$Δσ_8 = 0.01$的平均值较低，$N_ν=3$的$Δσ_8 = 0.02$的平均值较低。在有大量中微子的宇宙学中，这种差…
2013-12-03 astro-ph.CO hep-ph
Massive neutrinos and cosmic composition
本文阐明宇宙学中微子质量推断中几何与结构增长探针的简并关系，指出几何约束至少与结构抑制同等重要，并分析DESI、超新星和CMB透镜等最新数据对中微子质量约束的影响与不一致性。
2024-12-16 astro-ph.CO hep-ph
Massive neutrino self-interactions and inflation
某些暴胀模型如自然暴胀（NI）和科尔曼-温伯格暴胀（CWI）不受标准$Λ\textrm{CDM}+r$模型（其中$r$是标量与张量之比）中宇宙学数据的支持，因为这些暴胀模型预测了$σ$参数空间中被宇宙学数据排除在2以上的区域（这里$n_s$是标量谱指数）。对于具有拐点的单场暴胀模型也是如此，拐点可以解释所有或大部分以PBH（原始黑洞）形式存在的暗物质。然而，与$Λ\rm CDM$模型相比，包含强自相互作用中微子（重介质）的宇宙学模型更倾向于较低的$n_s$值。因此，考虑这种中微子自相互作用可以打开参数空间，以容纳上述暴胀模型。在这项工作中，我们实现了大量的中微子与重介质的自相互作用，在两种不同的方式：味道普遍（所有三个中微子），和味道特定（只涉及一个中微子物种）。我们在中微子的标量和张量扰动方程中实现了新的相互作用。有趣的是，我们发现，目前的宇宙学数据可以支持上述的暴胀模型在2 $σ$的中微子自相互作用的存在。
2022-10-08 astro-ph.CO hep-ph
The impact of massive neutrinos on the abundance of massive clusters
本文研究了一个包含冷暗物质（CDM）和质量尺度从mnu = 0.05到几个0.1eV的大质量中微子的混合暗物质模型的球形顶帽坍缩模型，该模型的上、下限范围由中微子振荡实验和宇宙学约束给出.为了发展这个模型，我们适当地考虑到不同的组件（辐射，重子，CDM和中微子）的密度扰动幅度之间的相对差异，假设绝热初始条件的顶帽CDM过密度区域。进一步，我们求解了线性化的Boltzmann方程组，得到了线性化的中微子微扰的时间演化，同时考虑了由于非线性CDM和重子超密度引起的非线性引力势的影响.我们发现，大质量中微子的存在减缓了CDM（加上重子）超密度的坍缩，然而，在我们考虑的中微子质量和晕质量范围内，由于中微子的自由流速度很大，中微子不能完全赶上非线性CDM微扰.我们发现，与CDM模型一样，考虑到大质量中微子对线性增长率的抑制作用，CDM超密度的坍缩时间可以由CDM+重子微扰的线性理论外推超密度很好地监控，并在给定的晕质量标度下进行平滑.利用这些发现，我们认为质量尺度为0.05或0.1eV的大质量中微子的存在可能会导致与没有大质量中微子的模型相比，大质量晕的丰度显着减少;例如，对于具有10^15 Ms和z=1的晕，分别增加25%或2倍。
2012-06-05 astro-ph.CO gr-qc
Evidence for Cosmological Massive Neutrinos
基于宇宙学数据，采用红移和尺度层析方法，发现多个大质量中微子证据，并首次绘制宇宙历史中的中微子质量图谱。
2025-03-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Joint halo mass function for modified gravity and massive neutrinos I: simulations and cosmological forecasts
我们提出了一个晕质量函数准确的完整相关的胡-Sawicki $f(R)$参数空间的基础上球形塌缩计算和校准的一套修改后的重力$N$体模拟，包括大量的中微子。我们调查的能力，目前和即将到来的星系团观测检测偏离广义相对论，同时限制总中微子质量，包括系统的不确定性。我们的研究结果表明，大质量中微子和修正引力效应之间的简并性是目前寻找新的星系团引力物理的限制因素，但未来的调查将能够打破简并性。
2018-06-19 astro-ph.CO
The effect of massive neutrinos on the matter power spectrum
我们研究了在半非线性区域（0.1<k<0.6h/Mpc）中大质量中微子对物质分布的影响。我们提出了一套大规模的N体模拟量化的总物质功率谱的尺度相关的抑制，导致大量的中微子的自由流的高密度区域。我们的模拟结果表明，在k~ 0.6h/Mpc时，对中微子总质量（mnu =0.05- 1.9eV）的功率抑制分别为3.5- 90%.我们还讨论了未来宇宙学数据集必须达到的精度水平，以区分正常和倒置的中微子质量层次。
2012-04-27 astro-ph.CO
Massive neutrinos and interacting dark matter look alike through the lens of lensing
Lehman College, City University of New York（纽约市立大学莱曼学院）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生院）；American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆）；University of Hawaii at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校）
研究指出大规模中微子对宇宙微波背景辐射引力透镜功率谱的抑制效应可通过暗物质-重子相互作用模拟，可能影响中微子质量的测定。
2026-04-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Cosmological Constraints on a Massive Neutrino
1977年佐藤和小林的论文研究了大质量中微子的宇宙学效应，并得到了对其性质的限制。这篇论文开创了许多将宇宙学作为粒子物理实验室或利用粒子物理探索极早期宇宙的研究。
2009-07-12 astro-ph.CO
A new approach to cosmological structure formation with massive neutrinos
我们展示了如何牛顿宇宙学模拟可以用来调查两个粒子物种的非线性演化在相对论的背景下。我们讨论了大质量中微子和其他多物种系统，如冷暗物质（CDM）加重子或暖暗物质（WDM）的应用。我们提出了一种方法，使我们能够进行模拟，包括大量的中微子和广义相对论效应在几乎相同的计算成本，普通CDM只有N体模拟，采用量身定制的初始条件和字典的解释模拟输出。
2019-01-09 astro-ph.CO
Simulating nonlinear cosmological structure formation with massive neutrinos
我们提出了一种新的方法来模拟宇宙学，包含大质量粒子的热自由流运动，如大质量中微子或温暖/热暗物质。该方法结合了热物质的粒子和流体描述，以消除已知困扰传统N体模拟的散粒噪声。我们详细描述了这种方法，以及一些测试用例的结果来验证我们的方法，并检查其适用范围。利用这种方法，我们证明了大质量中微子可以产生一个显着的尺度依赖性的大尺度偏置的深空物质场。我们表明，这种尺度依赖性可以定量地理解使用一个非常简单的球形膨胀模型，再现不同的中微子参数的空偏置的行为。
2016-07-27 astro-ph.CO
The impact of baryonic physics and massive neutrinos on weak lensing peak statistics
我们研究了重子过程和大质量中微子对弱透镜峰统计的影响，这些统计可以用来约束宇宙学参数。我们使用BAHAMAS宇宙学模拟套件，自洽包括重子过程和大质量中微子自由流对结构形成演化的影响。我们利用光线追踪光锥的方法构造了综合弱透镜星表，并利用孔径质量统计量进行了分析。在地图上检测到的峰值反映了来自大质量束缚物体和一般大尺度结构的累积信号。我们提出的第一个研究弱透镜峰的模拟，包括重子物理和大质量中微子（总中微子质量$M_ν =$ 0.06，0.12，0.24，和0.48 eV假设正常的层次），因此，由于物理学的不确定性超出了重力的暗物质可以被考虑到宇宙学模型的约束。假设重子物理学的基准模型，我们还研究了峰值和大质量晕之间的相关性，在一个范围内的总和中微子质量值。由于更高的中微子质量倾向于抑制宇宙中质量结构的形成，因此，晕质量函数和透镜峰计数被修改为$M_ν$的函数。在大部分的S/N范围内，基准重子物理的影响大于（小于）中微子为0.06和0.12（0.24和0.48）eV的模型。当从弱透镜观测中导出宇宙学参数时，重子物理和大质量中微子都应该被考虑进去。
2019-10-07 astro-ph.CO
Dirac equation in a de Sitter expansion for massive neutrinos from modern Kaluza-Klein theory
利用现代Kaluza-Klein引力理论（或诱导物质理论），我们从一个5D黎曼平坦（因而也是Ricci平坦）的推广的de Sitter度规出发，研究了de Sitter背景度规下大质量中微子的Dirac方程。在这个度规上，定义了与引力最小耦合且无任何其它相互作用的无质量1/2中性场的真空。我们得到中微子的四维有效质量只能取三个可能的值，这三个值与第五维和非紧额外维的（静态）叶理有关。
2012-03-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Massive Neutrinos and Magnetic Fields in the Early Universe
原始磁场和大质量中微子可以在CMB温度和极化中留下有趣的信号。我们对辐射主导的宇宙中的一般微扰进行了系统的分析，考虑了任何原始磁场，并包括中微子质量的领先阶效应。我们证明了大质量中微子从性质上改变了由磁场引起的大尺度扰动，但这种影响比以前声称的要小得多。我们计算的CMB功率谱来源于不均匀的原始磁场，从中微子去耦之前和之后，包括标量，矢量和张量模式，并始终模拟密度和各向异性应力源之间的相关性。在附录中，我们提出了一般的级数解的可能规则的原始扰动。
2010-02-10 astro-ph.CO
Sensitivity tests of cosmic velocity fields to massive neutrinos
我们调查大质量中微子对宇宙速度场的影响，采用高分辨率的宇宙学$N$体模拟提供的信息优化的CUBE代码，宇宙中微子的演变使用无碰撞流体力学和它们的扰动可以准确地解决。在这项研究中，我们的重点是，第一次，在各种宇宙速度场的速度大小，发散，涡度和色散分量的中微子诱导的抑制效应的分析。通过改变中微子质量和$M_ν$从0 - 0.4 eV，模拟表明，涡的功率谱-完全来源于非线性结构的形成，这是受大质量中微子显着-是非常敏感的质量和，这可能提供新的签名在检测大质量中微子.此外，利用卡方统计量，我们定量地测试了密度和速度功率谱对中微子质量和的敏感性。事实上，我们发现，涡度谱具有最高的灵敏度，和零假设的无质量中微子是不相容的涡度和发散谱从$M_ν=0.1$ eV在高的意义（$p$ -值$= 0.03$和$0.07$，分别）。这些结果清楚地表明，在确定中微子质量和质量等级时，特殊的速度场测量，特别是涡度和发散分量的测量是重要的。
2022-03-05 astro-ph.CO
Measuring growth index in a universe with massive neutrinos: A revisit of the general relativity test with the latest observations
本文通过测量含有大量（无菌/活性）中微子的宇宙中的增长指数$γ$，对广义相对论（GR）进行了一致性检验。我们采用红移空间畸变测量来进行分析。为了约束其他宇宙学参数，我们还使用了其他宇宙学测量，包括普朗克2015年宇宙微波背景温度和偏振数据，重子声学振荡数据，Ia型超新星JLA数据，弱透镜星系剪切数据和普朗克2015年透镜数据。在含有大量无菌中微子的宇宙中，我们得到了$γ=0.624^{+0.055}_{-0.050}$，与GR预言的$γ=0.55$在1.48 $σ$水平上的张力，表明考虑无菌中微子仍然不能使$γ$的真实测量与GR预言很好地一致。在有大量活动中微子的宇宙中，我们得到了正能级情况下的$γ=0.663\pm0.045$，简并能级情况下的$γ=0.661^{+0.044}_{-0.050}$和反能级情况下的$γ=0.668^{+0.045}_{-0.051}$，它们与GR的张力都在2 $σ$能级以上.我们发现，考虑大质量活动中微子（无论考虑何种质量等级）几乎不影响增长指数$γ$的测量。
2018-02-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
DEMNUni: The imprint of massive neutrinos on the cross-correlation between cosmic voids and CMB lensing
本研究利用 DEMNUni 模拟分析大质量中微子对光度巡天空洞性质及其与 CMB 透镜交叉关联的影响，并提出区分中微子质量的新观测量。
2023-03-17 astro-ph.CO
DEMNUni: disentangling dark energy from massive neutrinos with the void size function
本研究基于DEMNUni模拟，发现空洞尺寸函数对暗能量和中微子质量具有可分离的敏感性，可用于区分不同宇宙学参数组合，为未来巡天打破参数简并提供有力工具。
2023-12-22 astro-ph.CO
MassiveNuS: Cosmological Massive Neutrino Simulations
中微子的非零质量抑制了小尺度上宇宙结构的增长。由于抑制的程度取决于三种活性中微子物质的质量之和，因此大尺度结构的演化是一种有希望的工具，可以限制中微子的总质量，并可能揭示质量等级。在这项工作中，我们通过一个大型的N体模拟，其中包括大量的中微子使用分析线性响应近似：宇宙学大规模中微子模拟（MassiveNuS）调查这些影响。模拟包括辐射对背景膨胀的影响，以及响应于非线性暗物质演化的中微子聚集。我们允许三个宇宙学参数变化：中微子质量和M_nu在0- 0.6eV范围内，总物质密度Omega_m和原始功率谱振幅A_s。作为结果，在8个同向Mpc/h（σ_8）的球体中的均方根密度波动是导出的参数。我们的数据产品包括N体快照、晕目录、合并树、z_s=1-2.5的四个源红移平面的射线追踪星系透镜会聚图和射线追踪宇宙微波背景透镜会聚图。我们在本文中描述的模拟程序和代码验证。这些数据可在http://columbialensing.org上公开获取。
2017-11-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Suitable Initial Conditions for Newtonian Simulations with Massive Neutrinos
宇宙学N体模拟的初始条件通常通过将从爱因斯坦-玻尔兹曼求解器获得的当前线性功率谱重新标度到采用标度无关物质生长函数的初始时间来计算。对于基线Lambda-CDM模型，这已经被证明是一致的广义相对论（GR），即使在相对论的物种，如光子的存在。我们表明，这种方法是不可行的宇宙学与大质量中微子，并提出了一种替代方法采用牛顿运动规范框架。
2018-10-29 astro-ph.CO
DEMNUni: Massive neutrinos and the bispectrum of large scale structures
大质量中微子对大尺度结构的主要影响在于，在自由流尺度以下的所有尺度上，物质扰动都被抑制了百分之几。这种效应是特别重要的，因为它允许约束的价值总和中微子质量的测量星系功率谱。在这项工作中，我们提出了第一次测量的下一个高阶关联函数，双谱，从N体模拟，包括大量的中微子作为粒子。这是表征物质和暗物质晕分布的非高斯特性的最简单的统计。首先，我们研究了由于大质量中微子对物质双谱的抑制，将我们的测量结果与最简单的微扰理论预测进行比较，发现微扰理论中中微子贡献的近似为二次阶，以提供一个很好的拟合模拟中的测量结果。另一方面，正如预期的那样，中微子微扰的线性近似将导致大尺度下总物质双谱的O（$f_ν$）误差。然后，我们试图扩展以前的结果的普遍性的线性晕偏置中微子宇宙学，非线性和非本地的校正发现一致的结果与功率谱分析。
2017-12-12 astro-ph.CO
An efficient implementation of massive neutrinos in non-linear structure formation simulations
大质量中微子构成了暗物质的一小部分，但由于它们的热速度很大，在小尺度上聚集的数量明显少于冷暗物质（CDM）。为了正确分析当前和即将到来的高精度大尺度结构数据，并限制中微子质量，需要对它们在结构形成的非线性状态下的影响进行精确的理论建模。利用大质量中微子在后期仍保持线性聚集的事实，本文讨论了在非线性CDM背景下中微子超密度的线性增长。通过N体计算得到的CDM组件的演变。光滑的中微子分量从该背景通过求解相对于中微子过密度线性化的玻尔兹曼方程来评估。CDM和中微子在时间上同时演化，一致地解释了它们之间的相互引力影响。这种方法避免了基于粒子的中微子模拟所固有的散粒噪声问题，并且与标准傅立叶空间方法相比，适当地考虑了中微子演化的非线性势阱。在质量最大的晚时星系团中，逃逸速度大于中微子的热速度，中微子可以非线性地聚集在一起，导致该方法正式失效。结果表明，这并不影响总物质的功率谱，这可以非常准确地计算到目前为止的所有相关尺度。
2012-11-19 astro-ph.CO
Massive Neutrinos Promote the Size Growth of Early-Type Galaxies
利用强半解析公式，通过追踪星系祖先的合并历史，研究了大质量中微子对早型星系（ETG）大小（$R_{e}$）和恒星质量（$M_{\star}$）演化的影响.我们发现，作为大质量中微子的存在起着提高每个晕的平均合并率的作用，高$z$祖先的后代星系具有固定的质量演化更迅速的尺寸为$Λ$ MDM（$Λ$ CDM +大质量中微子）模型比$Λ$ CDM的情况。当中微子质量分数为$f_ν=0.05$时，祖先星系$R_{e}[M_{\star}/(10^{11}M_{\odot})]^{-0.57}\propto (1+z)^{-β}$的质量标准化尺寸演化随$β\sim 1.5$的幂律指数变化很陡;当中微子质量分数为$f_ν=0$时，随$β\sim 1$的幂律指数变化很陡。如果适当考虑大质量中微子的存在和作用，可以解释高$z$ ETG相对于具有相似恒星质量的局域椭圆星系的异常致密性.
2013-04-16 astro-ph.CO
Effects of Massive Neutrinos and Dynamical Dark Energy on the Cluster Mass Function
大质量中微子的存在会影响宇宙中大尺度结构的生长，在大质量暗物质主导的晕的丰度和性质上留下潜在的可观测印记。宇宙学巡天探测到大量以丰富的团和簇形式存在的这些晕，利用这些信息作为约束暗能量属性的输入。我们使用一套N体模拟，包括大质量中微子的影响，以及动态暗能量的质量函数的性质进行研究。在我们以前的工作中，我们遵循的方法有效的中微子质量低，假设中微子过密度太小，作为一个重要的非线性源项的重力。我们研究如何以及一个通用的形式的晕质量函数描述我们的数值结果，发现使用适当的线性功率谱内的形式主义产生了很好的匹配的模拟结果，正确占（中微子质量依赖）抑制的质量函数。
2019-01-30 astro-ph.CO
Cosmological Simulations with Massive Neutrinos: Efficiency and Accuracy
本文提出一种高效的半线性中微子质量响应N体方法，并集成于并行模拟代码CUBE 2.0中，通过系列模拟精确量化中微子质量对非线性功率谱和晕统计的影响。
2025-07-07 astro-ph.CO
Massive Neutrinos Leave Fingerprints on Cosmic Voids
void统计信息是否包含跟踪程序两点关联函数以外的信息？是的，我会的当我们改变中微子质量的总和时，我们发现空统计包含了仅使用示踪剂2点统计时所缺少的信息。大质量中微子对宇宙空洞的影响是独一无二的。我们探讨了它们的影响，使用DEMNUNI和MassiveNuS模拟的空洞聚类。对于空洞，中微子效应取决于观察到的空洞示踪剂。随着中微子质量的增加，冷暗物质粒子追踪到的小空洞数量增加，大空洞数量减少。令人惊讶的是，当大量的，高度偏见，晕被用作示踪剂，我们发现相反的效果。空洞聚集的尺度，以及空洞的相关性，对中微子质量和示踪剂的总和同样敏感。这种比例相关的趋势不是由于模拟体积或晕圈密度。这些签名在空隙丰度和聚类中的相互作用留下了一个独特的指纹，可以通过观测检测到，并可能有助于打破不同宇宙学参数之间的简并。这篇论文为在未来的调查中利用宇宙空洞来限制中微子的质量铺平了道路。
2019-07-10 astro-ph.CO
The effects of massive neutrinos on the linear point of the correlation function
线性点（LP），定义为两点聚集关联函数（TPCF）的谷和峰之间的中点，已被证明是宇宙学的一个很好的标准标尺。事实上，它几乎与红移无关，对非线性、标度相关的晕偏和红移空间畸变敏感性很弱。到目前为止，这些发现都是假设中微子是无质量的，在本文中，我们将分析扩展到中微子宇宙学。特别是，我们研究的规模依赖的增长引起的中微子影响LP的位置，如果它是可能的，以检测中微子的质量使用的LP相比，无质量的中微子的情况下的移位。为了我们的目的，我们采用了两套国家的最先进的$N$体模拟与大量的中微子。对于他们中的每一个，我们测量冷暗物质（CDM）和晕的TPCF，并估计LP，适合TPCF与模型无关的参数拟合的范围内的尺度的重子声学振荡（BAO）。总的来说，我们发现，LP保留其功能作为一个标准的统治者，即使中微子是大规模的。因此，用LP测量的宇宙距离可以用来限制中微子质量。
2021-01-04 astro-ph.CO
Probing the interaction between dark matter and dark energy in the presence of massive neutrinos
我们考虑了在暗区存在大质量中微子的相互作用的可能性，并研究了观测约束的三种不同的情况下，使用最新的CMB各向异性数据结合Ia型超新星，重子声学振荡，哈勃参数测量的大质量中微子。当在相互作用的暗扇区方案中除了中微子的标准模型预测之外还引入一个不育中微子时，我们发现表征暗物质和暗能量之间相互作用的耦合参数在2 $σ$置信水平下是非零的。此外，我们还发现含不育中微子的相互作用模型是一个很有希望缓解当前对哈勃常数的紧张的模型。我们没有发现证据的耦合在黑暗的部门时，一个不育中微子的可能性被丢弃。
2016-12-13 astro-ph.CO gr-qc
Effect of Massive Neutrinos on the Position of Cold Dark Matter Halo: Revealed via Delaunay Triangulation Void
通过对冷暗物质（CDM）和中微子粒子共同演化的宇宙学$N$ -体模拟，我们发现了大质量中微子对CDM晕空间分布的局域效应，反映在Delaunay三角网（DT）空洞的性质上。较小的空洞通常位于中微子丰度较高的区域，因此它们周围的晕受到更强的中微子自由流的影响。这使得空洞更大（周围的光晕被冲到空洞中心之外）。相反，较大的空洞通常位于中微子丰度较低的区域，因此它们周围的晕较少受到中微子自由流的影响，使空洞变小（周围的晕被挤压向空洞中心）。晕的空间分布的这一特征变化抑制了2点关联函数的规模$\sim$ 1兆秒差距$/h$晕和显着倾斜的DT空隙，作为可测量的中微子效应在当前或未来的星系调查的数函数。
2017-11-04 astro-ph.CO
The impact of massive neutrinos on halo assembly bias
使用公开的Quijote模拟，我们提出了第一次测量的组装偏差的暗物质晕在N体模拟，其中包括大量的中微子。我们重点研究了线性偏置$b_1$对三种晕性质的依赖关系：1）浓度$c$，2）自旋$λ$，3）椭圆率$s$。虽然这些模拟涵盖了很大的体积，优于任何未来的调查，我们没有检测到中微子的关系$b_1(c)$，$b_1(λ)$和$b_1(s)$在固定的晕质量的任何影响。我们进一步研究了晕的性质和环境对中微子的依赖性，发现这些量受到中微子质量的影响与组装偏差处于同一水平。我们发现中微子对自旋和形状的影响在很大程度上可以归因于中微子模拟中冷暗物质$σ_8$的变化，而不是浓度的情况。
2021-03-22 astro-ph.CO
Effect of Massive Neutrino on Large Scale Structures
用不同的参数组合计算的Jeans质量显示出有趣的变化，峰值的位置从x = m/T = 0.5显著移动到5.5。标准差为2.217。特别地，利用调和均方速度，将Jeans峰质量移动到x = m/T ~ 2，这明显小于先前报道的值4.2。不同尺度的中微子结构，包括维里化的时刻也进行了比较。
2011-12-30 astro-ph.CO
COLA with massive neutrinos
大质量中微子对冷暗物质扰动增长的影响就像一个依赖于尺度的牛顿常数，并导致依赖于尺度的增长因子，就像我们在超越广义相对论的引力模型中经常发现的那样。我们展示了如何计算增长因子的$Λ$ CDM和一般修改的重力宇宙学结合大规模中微子在拉格朗日微扰理论中使用COLA及其扩展。我们实现这一点与基于网格的大质量中微子方法的Brandbyge和Hannestad在$\texttt{MG-PICOLA}$和比较COLA模拟充分$\it N$体模拟的$Λ$ CDM和$f(R)$重力与大质量中微子。我们的实现是计算成本低，如果基本的宇宙学已经有尺度依赖的生长因子，它被证明能够产生的结果，匹配$\it N$ -体的百分比水平的准确度为总和CDM物质功率谱高达$k\lesssim 1 h/$ Mpc。
2017-10-19 astro-ph.CO gr-qc
MGCAMB with massive neutrinos and dynamical dark energy
我们提出了一个重大升级的MGCAMB，一个补丁的爱因斯坦-玻尔兹曼求解CAMB用于宇宙学数据集的广义相对论的唯象测试。这个新版本与最新的CosmoMC代码兼容，并包括大质量中微子和动态暗能量的一致实现。代码已经过重组，使其更容易修改，以适应特定用户的自定义需求。为了说明代码的能力，我们提出了联合约束的修改后的增长，大质量中微子和暗能量状态方程的最新宇宙学观测，包括最近的星系计数和弱透镜测量从暗能量调查，并找到了良好的一致性与ΛCDM模型。
2019-01-18 astro-ph.CO
Relativistic N-body simulations with massive neutrinos
宇宙中的一些暗物质是由大量的中微子组成的。它们对大尺度结构形成的影响可以用来从宇宙学确定它们的绝对质量尺度，但为此必须开发精确的数值模拟。由于它们的相对论性质，当人们试图将它们纳入传统上基于牛顿物理学的N体模拟时，中微子会带来额外的挑战。在这里，我们提出了第一个大质量中微子的数值研究，使用完全相对论的方法。我们的N体代码gevolution是基于广义相对论的弱场公式，它自然地为相对论粒子种类提供了一个自洽的框架。这使我们能够从第一原理来模拟中微子，而不需要调用任何特别的配方。我们的模拟套件包括一些迄今为止进行的最大的中微子模拟。我们研究了大量的中微子的非线性功率谱和晕质量函数的效果，专注于有趣的质量范围在0.06 eV和0.3 eV之间，包括倒置的质量等级的情况下。
2017-11-08 astro-ph.CO gr-qc
On the (non-)degeneracy of massive neutrinos and elastic interactions in the dark sector
本研究针对暗物质领域弹性相互作用宇宙学模型中，该相互作用与有质量中微子是否存在简并性的问题展开调查，发现二者效应无强相关性，为缓解$σ_8$张力的相关模型研究提供了参考。
2024-03-05 astro-ph.CO
Describing massive neutrinos in cosmology as a collection of independent flows
本文提出了一种新的分析方法，可以在宇宙大尺度结构的非线性描述中考虑大质量中微子。不同于标准的方法，其中中微子被描述为一个独特的热流体，它表明，整个中微子流体可以等效地分解成一个独立的流的集合。从基本守恒方程或从相空间分布函数的演化方程出发，我们推导出两个非线性运动方程，每个这些流满足。这些流体方程描述了宏观场的演化。我们详细解释了我们定义的流的集合和标准的大质量中微子流体之间的连接。然后，在绝热初始条件的特定情况下，我们明确检查，在线性顺序，这个新的方程组的分辨率再现的标准方法的基础上的碰撞玻尔兹曼层次结构中获得的结果。此外，本文提出的方法可以显示每个中微子流如何根据初始速度进入冷暗物质流。它为在大尺度结构生长的框架内完全非线性处理中微子的动力学演化开辟了道路。
2013-11-21 astro-ph.CO
Clustering and redshift-space distortions in modified gravity models with massive neutrinos
修正的引力和大质量中微子宇宙学是最近探索的两个最有趣的场景，以解释可能的观测偏离和谐$Λ$ -冷暗物质（$Λ$ CDM）模型。在这种情况下，我们研究了宇宙的大尺度结构，利用\dustp模拟，同时实施，$f(R)$引力和大质量中微子的影响。为了研究打破这两种效应之间简并性的可能性，我们分析了不同红移下暗物质晕成簇的红移空间畸变。具体地说，我们着重研究了实空间和红移空间中两点关联函数的四极矩和四极矩。相对于$Λ$ CDM模型的偏差已被量化的线性增长率参数。我们发现，红移空间扭曲提供了一个强大的探针，以区分$Λ$ CDM和修改后的重力模型，特别是在高红移（$z \gtrsim 1$），即使在大质量中微子的存在下。
2019-07-12 astro-ph.CO
Large-Scale Structure Formation with Massive Neutrinos and Dynamical Dark Energy
在接下来的十年里，对宇宙大尺度结构的宇宙学测量将对动力学暗能量和大质量中微子的综合效应敏感。物质功率谱是这些信息的关键储存库。我们扩展了高阶微扰方法计算的功率谱，调查这些影响在准线性尺度。通过与N体模拟的比较，我们建立了包含动力学暗能量和大质量中微子的时间重整化群（Time-RG）微扰处理的有效性机制。我们还量化的标准（SPT），重整化（RPT）和拉格朗日恢复（LPT）微扰理论的准确性没有大量的中微子。我们发现，一个近似，忽略中微子集群作为一个源的非线性物质集群预测的重子声学振荡（BAO）的峰值位置为0.25%的准确性红移1 < z < 3，证明使用LPT的BAO重建在即将到来的调查。我们发布了一个修改后的公共Copter代码，其中包括本文中讨论的额外物理。
2014-04-28 astro-ph.CO
Tree-Level Bispectrum in the Effective Field Theory of Large-Scale Structure extended to Massive Neutrinos
本文在大尺度结构的有效场论（EFTofLSS）的框架下，计算了暗物质在中等非线性区域中存在大质量中微子时的树能级双谱。对于中微子，其典型的自由流波数（$k_{\rm fs}$）比非线性尺度（$k_{\mathrm{NL}}$）长，我们解决了玻尔兹曼方程耦合到暗物质的有效流体方程。我们通过扩展中微子密度分数（$f_ν$）和感兴趣的波数在非线性尺度上的比率（$k/k_{\mathrm{NL}}$）的幂来微扰地求解耦合系统，并添加适当的反项来消除短距离物理的依赖性。对于等边配置，我们发现，总物质的树级双谱约$16f_ν$倍的暗物质的短尺度（$k > k_{\rm fs}$）。最大的贡献来自于大质量中微子对暗物质增长因子的反反应。在大尺度（$k < k_{\rm fs}$）上，中微子对双谱的贡献要小两个数量级。
2019-02-19 astro-ph.CO
Generalized Boltzmann hierarchy for massive neutrinos in cosmology
玻尔兹曼解算器是计算线性区域宇宙学观测量的重要工具。在存在大量中微子的情况下，它们涉及求解玻尔兹曼方程，然后在动量空间中进行积分，以获得所需的流体性质，这是一个已知计算速度很慢的过程。在这项工作中，我们介绍了所谓的广义玻尔兹曼层次（GBH）在宇宙学中的大质量中微子，一个替代通常的玻尔兹曼层次，其中的动量依赖是集成了离开我们的一个两个参数的无限常微分方程组。除了通常的多极展开式外，现在也有分布函数的更高速度权重积分的展开式。使用一个玩具代码，我们表明，GBH产生的密度对比中微子传递函数的$\lesssim 0.5\%$精度在大尺度和中间尺度相比，中微子自由流尺度，从而提供了一个证明的GBH的原则。我们评论的GBH在一个国家的最先进的玻尔兹曼求解器的实施。
2021-11-19 astro-ph.CO
The extended ROSAT-ESO Flux-Limited X-ray Galaxy Cluster Survey (REFLEX II) VI. Effect of massive neutrinos on the cosmological constraints from clusters
星系团是研究大尺度结构的重要探针，它使我们能够检验宇宙学模型。与REFLEX II星系团调查，我们以前推导出严格的宇宙学参数的物质密度，欧米茄_m，和物质密度波动的振幅参数，σ_8的约束。而在这些以前的研究中没有考虑到大质量中微子的影响，我们在本出版物中探索这些影响。我们推导出宇宙学约束的总和的中微子质量的传统的三个中微子家庭在0至0.6 eV的范围内。对于期望的质量范围，对Omega_m和sigma_8的约束的影响是微弱的。通过比较团簇数据和普朗克宇宙微波背景观测数据，可以得到关于中微子性质的有趣约束。普朗克结果和星系团之间的紧张关系可以用中微子质量约为M_nu = 0.45（+- 0.28，1-sigma）eV来正式解决。虽然我们警告不要认为这是一个可靠的测量，因为它也可能是未解决的系统学的结果，但有趣的是，对局部大尺度结构波动幅度的其他测量，如宇宙透镜剪切，产生了类似的结果，并进一步证实了大质量中微子的影响。在大质量中微子的指标中，星系团，特别是我们的大型和控制良好的星系团调查目前提供了最好的中微子总质量的限制潜力。
2015-01-20 astro-ph.CO
Elucidating the impact of massive neutrinos on halo assembly bias
本研究利用相同初始条件的成对模拟，通过追踪暗晕至初始密度峰构建孪生目录，发现大质量中微子使暗晕组装偏好减弱2%，并揭示中微子暗晕浓度与大尺度成团性反相关。
2024-04-20 astro-ph.CO
DEMNUni: ISW, Rees-Sciama, and weak-lensing in the presence of massive neutrinos
我们提出，在文献中的第一次，一个完整的重建的总（线性和非线性）ISW/里斯-夏马效应的存在下，大量的中微子，连同它的交叉关联与CMB透镜和弱透镜信号。目前的分析利用了通过“暗能量和大质量中微子宇宙”（DEMNUni）项目提供的引力势分布的射线追踪提取的全天图，该项目是一组大体积，高分辨率的宇宙学N体模拟，其中中微子被视为单独的无碰撞粒子。我们正确地恢复，在$1-2\%$精度，从CAMB的线性预测。关于CMB透镜和弱透镜信号，我们也恢复，具有类似的准确性，玻尔兹曼代码预测的信号，一旦非线性中微子的Halofit修正占。有趣的是，在ISW/Rees-Sciama信号及其与透镜效应的互相关性中，我们发现相对于无质量的情况，由于自由流中微子，大约在线性和非线性制度之间的过渡尺度上，功率过剩。对于ISW/Rees-Sciama自功率谱，在$l\sim 100$处的过量是$\sim 5-10\%$，取决于总中微子质量$M_ν$，对于$M_ν=0.3$ eV，在$l\sim 600$处，对于带有CMB透镜的ISW/Rees-Sciama交叉功率，过量成为$\sim 4$的因子。为了正确估计大质量中微子存在下的CMB温度双谱，应该考虑这种效应。
2016-07-02 astro-ph.CO
Voids in massive neutrino cosmologies
宇宙空洞是一个很有前途的环境来表征中微子引起的宇宙中物质的大尺度分布的影响。我们进行了全面的数值研究的统计性质的空隙，确定在物质和星系分布，在大质量和无质量的中微子宇宙学。物质密度场是通过运行几个独立的$N$体模拟冷暗物质和中微子粒子，而星系目录模拟填充的暗物质晕模拟通过晕占据分布（HOD）模型再现斯隆数字巡天（SDSS）II数据发布7所观察到的聚类特性。我们重点研究了大质量中微子对空统计性质的影响：数密度、椭圆率、两点统计、密度和速度分布。考虑到物质密度场，我们发现大质量中微子宇宙学中的空洞比相应的无质量中微子宇宙学中的空洞演化得更少：有更多的小空洞和更少的大空洞，它们的轮廓更少被抽空，并且它们在边缘呈现出更低的壁。此外，当观察空隙性质时，$σ_8$和$Ω_ν$之间的简并性被打破。在星系密度场方面，我们发现宇宙学之间的差异很难检测，因为模拟中的星系空洞数量很少。相反，当观察这些空隙周围的物质密度和速度分布时，存在差异。
2015-11-12 astro-ph.CO
Accurate fitting functions for peculiar velocity spectra in standard and massive-neutrino cosmologies
我们估计的速度场在一个大的$N$体模拟，包括大质量中微子粒子，并测量的速度发散场的自功率谱以及冷暗物质密度和速度发散之间的交叉功率谱。我们在四个不同的红移和四个不同的宇宙学场景中进行这些测量，涵盖了广泛的中微子质量。我们发现对速度功率谱的非线性修正很大程度上取决于非线性演化的程度，而与中微子质量的大小没有特定的关系。我们提供了一个拟合公式，基于均方根值。描述了在低于$8h^{-1}$ Mpc $^{-1}$的尺度上，非线性修正的3%精度。
2019-01-14 astro-ph.CO
Fast simulations of cosmic large-scale structure with massive neutrinos
精确的宇宙学模拟，包括非线性物质集群的影响，以及大量的中微子是必不可少的测量中微子质量尺度从即将到来的星系调查。通常，采用牛顿模拟，并且用大量的粒子对中微子分布进行采样，以降低散粒噪声。在这里，我们进行了非常有效的模拟与轻质量中微子，几乎不需要额外的成本超过物质的模拟，而且不需要示踪粒子的中微子。相反，我们使用一个弱场字典的基础上最近开发的牛顿离子运动的方法，牛顿模拟物质配对的线性相对论玻尔兹曼代码，允许吸收的中微子演化到一个依赖于时间的坐标变换。为此，只需要对现有N体代码进行最小的修改，我们已经在$\textit{gevolution}$和$\textit{gadget-2}$中明确实现了这一点。我们的快速方法确定的非线性物质的功率谱，以千分之一级的精度相比，对国家的最先进的模拟已进行$0.1\,{\rm eV} \leq \sum m_ν\leq 0.3\,$电子伏特。
2020-09-22 astro-ph.CO gr-qc
Effects of Massive Neutrinos on the Large-Scale Structure of the Universe
宇宙学中微子强烈影响宇宙中最大结构的演化，即星系和星系团。我们使用大盒子大小的全流体动力学模拟来研究大质量中微子对冷暗物质（CDM）晕空间特性的非线性影响。我们量化的差异相对于和谐的LambdaCDM模型的晕质量函数和晕两点关联函数。我们建立了红移空间畸变的模型，并计算了假设宇宙学中微子是无质量的情况下引入的线性畸变参数β的误差。我们发现，如果没有正确考虑，并根据总中微子质量，这些影响可能会导致一个潜在的假签名修改的重力。未来几乎全天空的光谱星系调查将能够限制中微子质量，如果它大于0.6 eV，单独使用β测量和独立的物质功率谱归一化值。与其他宇宙学探测器相结合，这将加强中微子质量约束，并有助于打破参数简并。
2011-11-15 astro-ph.CO
Cosmological Vlasov-Poisson Simulations of Structure Formation with Relic Neutrinos: Nonlinear Clustering and the Neutrino Mass
本文给出了用大质量中微子形成大尺度结构的宇宙学模拟结果。宇宙遗迹中微子的相空间分布如下，第一次，直接集成的六维Vlasov-Poisson方程。我们的新方法使我们能够准确地表示中微子的自由流动和聚集，以及它们与冷暗物质的引力相互作用。因此，我们得到的解决方案的无碰撞动力学独立于传统的N体方法。我们进行了一套混合N体/Vlasov模拟与不同的中微子质量，并系统地研究了动力学效应的大质量中微子的大尺度结构的形成。我们的模拟显示了中微子的特征性大规模聚集及其相对于暗物质的相干流运动。大质量星系团周围的有效局部中微子“温度”相对于宇宙平均值变化了几个百分点;星系团中的中微子可以更热或更冷，这取决于中微子的质量。我们研究了一些统计的大尺度结构和暗物质晕与N体模拟和/或微扰理论得到的比较。我们的模拟标志着数值宇宙学的一个重要里程碑，并为研究大质量中微子的宇宙结构形成铺平了新的道路。
2020-10-02 astro-ph.CO
Cosmic constraint on massive neutrinos in viable f(R) gravity with producing LCDM background expansion
最近发现了几个宇宙观测之间的紧张关系，例如不同的宇宙观测表明$H_{0}$（或$σ_{8}$）的值不一致。在$Λ$ CDM中引入大量中微子可能会解决紧张局势。本文研究了由$f(R)$引力产生的大质量中微子$Λ$ CDM背景展开。我们拟合了当前的观测数据：Planck-2015 CMB，RSD，BAO和SNIa，以约束可行的$f(R)$理论中中微子的质量。在95%置信水平下的约束结果为：活跃中微子的$Σm_ν<0.202$ eV，无菌中微子的$m_{ν, sterile}^{eff}<0.757$ eV和$N_{eff}<3.22$.对于中微子质量的影响，在95%置信水平下，两种情况下模型参数的约束结果分别为$f_{R0}\times 10^{-6}> -1.89$和$f_{R0}\times 10^{-6}> -2.02$.结果还表明，冷暗物质密度、物质辐射相等时的宇宙学量、中微子密度和氦中重子质量分数等参数的拟合值与中微子的性质密切相关。最后，约束结果表明，在可行的$f(R)$模型中，$H_0$的直接测量值和CMB测量值之间的张力比基本的$Λ$ CDM模型中的张力稍弱。
2016-12-11 astro-ph.CO gr-qc
