We provide a semi-analytic study of the small scale aspects of the power spectra of warm dark matter (WDM) candidates that decoupled while relativistic with arbitrary distribution functions. These are characterized by two widely different scales $k_{eq} \sim 0.01\,(\mathrm{Mpc})^{-1}$ and $k_{fs}= \sqrt{3}\,k_{eq}/2\,< V^2_{eq} >^{1/2} $ with $< V^2_{eq} >^{1/2} \ll 1 $ the velocity dispersion at matter radiation equality. Density perturbations evolve through three stages: radiation domination when the particle is relativistic and non-relativistic and matter domination. An early ISW effect during the first stage leads to an enhancement of density perturbations and a plateau in the transfer function for $k \lesssim k_{fs}$. An effective fluid description emerges at small scales which includes the effects of free streaming in initial conditions and inhomogeneities. The transfer function features \emph{WDM-acoustic oscillations} at scales $k \gtrsim 2 \,k_{fs}$. We study the power spectra for two models of sterile neutrinos with $m \sim \,\mathrm{keV}$ produced non-resonantly, at the QCD and EW scales respectively. The latter case yields acoustic oscillations on mass scales $\sim 10^{8}\,M_{\odot}$. Our results reveal a \emph{quasi-degeneracy} between the mass, distribution function and decoupling temperature suggesting caveats on the constraints on the mass of a sterile neutrino from current WDM N-body simulations and Lyman-$α$ forest data. A simple analytic interpolation of the power spectra between large and small scales and its numerical implementation is given.
Strongest constraints on dark acoustic oscillations from the Lyman-alpha forest
University of Toronto（多伦多大学）；University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；King’s College London（伦敦国王学院）；Imperial College London（帝国理工学院）；Stony Brook University（石溪大学）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
利用莱曼α森林的全正向模型，首次对暗物质线性功率谱中的小尺度暗声振荡（DAO）施加约束，表明若DAO峰值波数<50 h Mpc^{-1}，则暗物质中最多30%可形成DAO（95%置信水平），探测尺度比宇宙微波背景小25倍。
Constraining Dark Acoustic Oscillations with the High-Redshift UV Luminosity Function
C.N. Yang Institute for Theoretical Physics, Stony Brook University（纽约州立大学石溪分校杨振宁理论物理研究所）；Department of Physics, University of Toronto（多伦多大学物理系）；Theoretical Physics Department, CERN（欧洲核子研究中心理论物理部）；Physics Department, Boston University（波士顿大学物理系）；Department of Astronomy, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校天文学系）；Cosmic Frontier Center, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校宇宙前沿中心）；Texas Center for Cosmology & Astroparticle Physics（德克萨斯宇宙学与高能物理中心）；Department of Astronomy & Astrophysics, University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校天文与天体物理系）
Technische Universität München（慕尼黑工业大学）；Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University（诺迪塔，皇家理工学院和斯德哥尔摩大学）；University of Southern Denmark（南丹麦大学）
The clustering of the SDSS-IV extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey DR14 quasar sample: Anisotropic Baryon Acoustic Oscillations measurements in Fourier-space with optimal redshift weights
利用扩展的重子振荡光谱巡天数据Release 14类星体样品，测量了具有最佳红移权的各向异性和各向同性的重子声学振荡（BAO）。应用红移权重将对BAO膨胀参数$α(z_{\rm eff})$的约束提高了17\ %。我们重建了$0.8<z<2.2$红移范围内BAO距离指标的演化历史。本文是分析eBOSS DR 14类星体样本的一组中的一部分。
Baryon acoustic oscillation, Hubble parameter, and angular size measurement constraints on the Hubble constant, dark energy dynamics, and spatial curvature
Baryon Acoustic Oscillations and the Hubble Constant: Past, Present and Future
我们利用大爆炸核合成（BBN）的重子声学振荡（BAO）和重子密度测量研究了哈勃常数（$H_0$）的约束。我们首先调查星系BAO测量和那些使用莱曼- $α$森林，贝叶斯框架内的紧张局势。使用eBOSS DR 14的最新结果，我们发现，假设平坦的$Λ$ CDM，该张力的概率为$\simeq6.3\%$。我们测量$H_0 = 67.6\pm1.1$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$，与一个弱的依赖于先前使用的BBN，与普朗克宇宙微波背景（CMB）的结果，并在强张力与距离阶梯的结果。最后，我们预测了未来的BAO $+$ BBN测量的$H_0$，使用暗能量光谱仪（DESI）。我们发现，BBN之前的选择将有显着的影响时，考虑未来的BAO测量DESI。
An accurate determination of the Hubble constant from Baryon Acoustic Oscillation datasets
尽管哈勃常数不能由低红移的重子声学振荡（BAO）数据单独确定，但一旦将高红移的BAO数据结合起来，它就可以受到严格的约束。结合6dFGS的BAO观测数据、BOSS DR 11星系团的观测数据、BOSS DR 11类星体$α$森林线的WiggleZ和$z=2.34$观测数据，得到了$H_0=68.17^{+1.55}_{-1.56}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$ .此外，采用BOSS DR 9 CMASS样品的二维两点相关函数和SDSS DR 7样品的二维物质功率谱同时测量$H(z)$和$D_A(z)$，得到了$H_0=68.11\pm1.69$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$ .最后，结合所有的BAO数据集，我们得出结论：$H_0=68.11\pm 0.86$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$，1.3%的测定值。
Baryon acoustic oscillations in thin redshift shells from BOSS DR12 and eBOSS DR16 galaxies
在一个天文数据集庞大、宇宙学关系紧张的时代，模型独立分析的情况是令人信服的。我们提出了一套14个重子声学振荡测量薄红移壳层的精度为3%，通过分析的BOSS DR 12和eBOSS DR 16星系的红移范围$0.32<z<0.66$。由于使用薄壳，分析仅使用红移和角度进行，因此仅在考虑模拟目录时引入基准模型，这对于协方差矩阵估计和管道验证是必要的。我们将我们的测量结果（有和没有超新星数据）与普朗克2018年的相应约束进行了比较，发现了良好的兼容性。这种可能性的Monte Python模块可在https://github.com/ranier137/angularBAO上获得。
A New Statistic for Analyzing Baryon Acoustic Oscillations
本文介绍了一种新的用于测量和分析大尺度结构，特别是重子声学振荡的统计ω_l。Ω_1是一种带滤波的、配置空间统计量，其易于实现，并且具有优于传统功率谱和关联函数估计器的优点。与这些估计器不同，omega_l可以将大部分声学信息定位到声学尺度处的单个凹陷中，同时还避免对约束不良的大尺度功率（即，积分约束）。它还通过对计数对各向异性聚类敏感，并且不需要任何分箱。我们测量的偏移声峰由于非线性效应，使用来自二次采样的暗物质目录，以及从模拟星系目录通过晕占据分布（HOD）建模。所有这些都是在z=1的1 h ^{-1}Gpc盒子中对1024^3粒子暗物质的44个模拟实现得出的。我们将这些位移与从功率谱中得到的位移进行了比较，并得出结论，结果一致。这表明从ω_0和P（k）获得的任何距离测量将彼此一致。我们还表明，它是可能的，以提取相同数量的声学信息使用ω_0或P（k）从等体积调查。
