Dark matter halo assembly bias: environmental dependence in the non-Markovian excursion set theory
在标准的漂移集模型的结构的增长，晕的统计性质是由晕质量和独立的大尺度环境中的晕居住。然而，数值模拟发现晕的空间分布不仅取决于它们的质量，还取决于它们的组装历史和环境的细节。在这里，我们提出了一个理论框架，将这种“组装偏差”的偏移集模型。我们的推导基于Maggiore & Riotto（2010）的路径积分方法的修改，该方法将晕形成建模为非马尔可夫随机行走过程。假设扰动密度场随平滑尺度随机演化，并在存在密度障碍时表现出相关行走。我们写下来的条件概率为多个障碍交叉，并从中推导出解析表达式的后代和祖先晕质量函数和晕合并率作为一个函数的晕质量和线性超密度的大规模环境的晕。我们的研究结果预测了更高的晕合并率和更高的祖晕质量函数在高密度的区域，与N体模拟中看到的行为一致。
2013-12-19 astro-ph.CO
The Bias and Mass Function of Dark Matter Halos in Non-Markovian Extension of the Excursion Set Theory
基于球形或椭球形引力坍缩的漂移集理论为计算暗物质晕的质量函数和大尺度偏差提供了一个简洁的分析框架。该理论假设扰动密度场随光滑尺度随机演化，并在密度势垒存在时表现出马尔可夫随机游动。在这里，我们推导出一个新的理论模型，结合非马尔可夫扩展的漂移集理论与随机障碍的晕偏差的解析表达式。这个模型允许我们处理非马尔可夫随机游动和计算微扰这些标准马尔可夫预测的晕质量函数和晕偏差。我们的模型只包含两个参数：kappa，它参数化非马尔可夫性的程度，其确切值取决于用于平滑密度场的滤波函数的形状，以及a，它参数化障碍的随机性程度。在我们的新模型中，适当选择kappa和a可以导致与最新N体模拟中的晕质量函数和晕偏置比标准偏移集理论更接近。
2010-10-25 astro-ph.CO
Statistics of Dark Matter Halos from the Excursion Set Approach
我们利用积分公式中的偏移集方法，导出了具有不相关步长和一般形状的移动障碍物的无条件和条件首过分布的新的、精确的解析近似;我们发现冷暗物质功率谱的无条件和条件晕质量函数的相应近似值很好地代表了最先进的宇宙学N-身体模拟此外，我们应用这些结果来推导，并面对模拟，其他数量的兴趣晕统计，包括晕的形成和创建的速度，平均晕生长的历史，和晕偏置。最后，我们讨论了我们的方法和主要结果的变化时，考虑随机游动相关的，而不是不相关的步骤，和温暖的，而不是冷的暗物质功率谱。
2013-06-18 astro-ph.CO
Halo bias in the excursion set approach with correlated steps
在偏移集方法中，晕丰度和聚类密切相关。这种关系在许多现代方法中被利用，这些方法试图根据观测到的星系团空间分布来约束宇宙学参数。然而，为了获得这些量的解析表达式，大多数基于偏移集的预测忽略了这样一个事实，即尽管初始高斯场中的不同k模式是不相关的，但在实空间中这不是真的：在给定空间位置的密度场的值，当在不同的实空间尺度上平滑时，以非平凡的方式相关。我们表明，当偏移集的方法扩展到包括这样的相关性，那么必须小心考虑到这样一个事实，即相关的预测晕偏差是明确的实空间量。因此，在将这种方法的预测与通常在傅立叶空间中进行的模拟中的测量进行比较时必须小心。我们将展示如何纠正这种影响，并表明，在最近的分析晕偏见忽视这种影响，导致不正确的结论和偏见的限制。
2011-11-03 astro-ph.CO
Self-consistency of the Excursion Set Approach
偏移集方法提供了一个框架，用于预测暗物质晕的丰度如何取决于初始条件。这种形式主义的一个关键成分来自于晕形成的物理学：一个临界过密度阈值（障碍）的规范，如果它们在以后的时间形成束缚的维里化晕，原晕必须超过这个阈值。另一个要素是统计，因为它需要指定适当的统计集合，以便在进行预测时进行平均。偏移集方法明确地对所有初始位置求平均，从而隐含地假设适当的系综是与空间中随机选择的位置相关联的系综，而不是诸如初始密度场的峰值之类的特殊位置。由于已知晕在特殊位置附近坍缩，因此不清楚作为偏移集方法基础的物理和统计假设是否自洽。我们认为，他们至少是低质量的晕，并说明比较我们的漂移集的预测与数值数据的DEUS模拟。
2014-11-11 astro-ph.CO
Detectability of the effect of Inflationary non-Gaussianity on halo bias
我们认为，描述的聚类晕的物理动机类型的非高斯初始条件。特别是，我们包括非高斯的类型所产生的单场慢卷，多场，曲率（本地型），高阶导数型（等边），真空状态修改（折叠型）和水平尺度GR校正类型。我们发现，大规模的晕偏差是一个非常敏感的工具，探测非高斯，潜在的领导，对于一些计划的调查，检测到的非高斯所产生的地平线尺度GR校正。与宇宙微波背景约束相结合，晕偏方法可以极大地帮助区分不同形状的非高斯性，从而区分宇宙学扰动的起源模型。
2009-11-08 astro-ph.CO
The Halo Mass Function from Excursion Set Theory. III. Non-Gaussian Fluctuations
我们计算的原始非高斯晕质量函数的影响，使用偏移集理论。在存在非高斯性的随机演化的平滑密度场，作为一个函数的平滑尺度，是非马尔可夫和旁边的“本地”的条款，推广Press-Schechter（PS）理论，也有“记忆”的条款，其对质量函数的影响可以计算使用的形式主义，在本系列的第一篇论文。我们发现，当计算三点相关器对质量函数的影响时，一种类似PS的方法，包括忽略云中云的问题，并将最终结果乘以接近2的模糊因子，原则上是不合理的。当在偏移集理论的框架中正确计算时，事实上，“局部”贡献消失（对于所有奇数点算子，图像高斯的贡献抵消了Press-Schechter贡献，而不是相加），结果完全来自PS理论中不存在的非平凡记忆项。然而，事实证明，在大晕质量的限制，非高斯性的影响是更相关的，这些记忆条款提供的贡献是相同的，天真地计算与PS理论，加上subleading条款取决于衍生物的三点相关。最后，我们将这些结果与本系列第二篇论文中开发的扩散势垒模型相结合，我们发现所得的质量函数再现了最近的N体模拟与非高斯初始条件，而无需引入任何特设参数。
2009-10-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Halo/Galaxy Bispectrum with Primordial non-Gaussianity from integrated Perturbation Theory (iPT)
本文基于积分微扰理论（iPT）导出了晕/星系双谱的计算公式。除了引力引起的非高斯性外，我们还考虑了原初曲率扰动的非高斯性，并详细研究了这种原初非高斯性对大尺度晕/星系双谱的影响.在iPT中，原始非高斯性的影响完全封装在线性（原始）多谱，我们系统地计算了三种类型的原始双谱（本地，等边，和正交型），和本地型非高斯性的原始三谱所产生的大尺度行为的贡献。我们发现，等边型和正交型非高斯性表现出明显的尺度依赖行为，在非常大的尺度下，这种行为可以主导引力诱导的非高斯性。对于本地型非高斯性，高阶环路校正被发现给一个显着的大贡献的压缩形状的晕/星系双谱，并最终在大尺度上的其他贡献占主导地位。一个图解的方法的基础上的iPT帮助我们系统地调查的影响，这种高阶的贡献，大规模的晕/星系双谱。
2014-03-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Halo Mass Function from Excursion Set Theory with a Non-Gaussian Trispectrum
原始宇宙学扰动中相当大的非高斯性可能是由大的三谱，即由大的连通四点关联函数引起的。我们计算了一个原始的非高斯三谱晕质量函数的影响，在偏移集理论。我们使用的形式主义，我们已经制定了在以前的一系列文件，这使我们能够考虑到这样一个事实，即在存在的非高斯性，随机演化的平滑密度场，作为一个函数的平滑尺度，是非马尔可夫。在大的质量限制，我们发现的领导阶项同意的领导阶项的结果发现在文献中使用一个更启发式的Press-Schecther（PS）型的方法。然而，我们的方法也使我们能够评估一致的subleading条款，这不仅取决于四点累积量，但也对衍生物的四点相关器，并不能在非高斯扩展的PS理论。我们显式地执行计算到下一个到领先的顺序。
2009-10-27 astro-ph.CO
Imprint of primordial non-Gaussianity on dark matter halo profiles
利用Dalal { \it et al.}最近提出的半解析模型，研究了原始非高斯性对暗物质晕密度分布的影响.其将初始线性密度场的峰值与暗物质晕的最终密度分布相关联。具有原始非高斯性的模型通常会产生与高斯模型不同的初始密度场。我们利用偏移集理论的路径积分公式计算了非高斯密度场对峰形的修正，导出了非高斯密度场峰的统计特性。在晕轮廓的半解析模型的背景下，目前允许的原始非高斯性值将增加内部暗物质轮廓的形状，但只有在亚百分比水平，除了在最里面的区域。
2013-09-16 astro-ph.CO
Conditional Probabilities in the Excursion Set Theory. Generic Barriers and non-Gaussian Initial Conditions
密度扰动随平滑尺度随机演化的偏移集理论提供了一种计算暗物质晕质量函数的方法。质量函数的计算被映射到所谓的第一通过时间问题中存在的移动障碍。漂移集理论也是研究暗物质晕的其他性质如晕偏置、吸积率、形成时间、合并率和晕的形成历史的有力形式。这是通过计算具有非平凡初始条件的条件概率和条件两障碍首次穿越率来实现的。在本文中，我们使用的路径积分制定的偏移集理论来计算分析这些条件概率的存在下，一个通用的移动障碍，包括一个描述的椭球崩溃，高斯和非高斯初始条件。虽然我们大多数与高斯初始条件相关的分析都假设了马尔可夫性（动量空间平滑中的礼帽，而不是一般的滤波器），但由非高斯性引起的随机游动的非马尔可夫性是一致的。我们计算，对于一个通用的障碍，前两个规模无关的晕偏置参数，条件质量函数和晕形成的时间概率，包括非高斯的影响。我们还提供了在实空间中由一个顶帽滤波函数引起非马尔可夫效应时的双常数势垒首次穿越率的表达式。
2011-09-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Halo Mass Function from Excursion Set Theory. I. Gaussian fluctuations with non-markovian dependence on the smoothing scale
漂移集理论提供了一种计算暗物质晕质量函数的经典方法，其中密度扰动随平滑尺度随机演化，晕形成概率的计算问题被映射为势垒存在时的首次穿越时间问题.虽然光环形成的完整动力学复杂性只能通过N体模拟来揭示，但偏移集理论为理解这个复杂过程的各个方面提供了一个简单的分析框架。在这一系列的论文中，我们提出了改进的技术和概念方面的偏移集理论，我们探索到这一点的方法可以定量再现数据从N体模拟。在我的一系列文件中，我们展示了如何从路径积分制定的行程集理论。这使我们既可以严格推导出吸收屏障边界条件，在通常的提法只是假设，并处理分析与非马尔可夫性质的随机游走。这种非马尔可夫动力学不可避免地进入时，密度是平滑的过滤器，如在坐标空间中的礼帽过滤器（这是唯一的过滤器相关联的一个定义良好的晕质量）或当一个考虑非高斯波动。在这些情况下，除了“马尔可夫”条款，我们发现“记忆”条款，反映了非马尔可夫的平滑尺度的演变。我们开发了一个一般的形式主义微扰评估这些非马尔可夫修正，在本文中，我们明确地执行高斯波动的晕质量函数的计算，一阶的非马尔可夫修正，由于在坐标空间中使用的礼帽过滤器。
2009-10-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scale dependent halo bias in the excursion set approach
如果考虑尺度之间的相关性，那么非定域的、依赖于k的晕偏差是漂移集方法的一部分，因此也是晕模型对星系偏差的预测的一部分。我们提出了一个分析，区分了一些不同的效果，其中每一个都有助于真实空间中的尺度依赖性偏差。我们将展示如何隔离这些影响，并删除规模的依赖性，顺序的顺序，通过互相关的晕场与适当的质量场的转换版本。这些转换可以被认为是简单的一点，两个尺度的测量，允许一个估计的数量，通常是使用n点统计约束。作为我们的分析的一部分，我们提出了一个简单的解析近似的第一个交叉分布的步行相关的步骤，限制通过一个指定的点，并证明其准确性。虽然我们专注于非线性，非局部偏置相对于高斯随机场，我们展示了如何推广我们的分析更一般的领域。
2012-08-09 astro-ph.CO
Scale dependent bias from primordial non-Gaussianity with trispectrum
我们研究了由原始非高斯性引起的晕功率谱的尺度依赖性偏差。我们提出了一个分析结果的晕偏差，包括高达三谱的贡献。我们发现尺度依赖性偏差为探索非线性参数$\fnl$和$\tnl$之间的关系提供了新的可能性。
2011-06-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Modification of the halo mass function by kurtosis associated with primordial non-Gaussianity
研究了峰度型原始非高斯性条件下的晕质量函数。峰度对应于傅立叶空间中定义的三谱。原始三谱通常由两个参数$τ_{\rm NL}$和$g_{\rm NL}$表征。作为导出的非高斯质量函数的应用，我们考虑了它对空洞结构丰度的影响、对早期恒星形成的影响以及对高红移最大质量天体形成的影响。通过比较原始非高斯性对团簇丰度和空洞丰度的影响，我们可以区分原始非高斯性的偏态和峰度类型。至于早期的恒星形成，我们表明，峰度类型的原始非高斯性似乎不影响平均宇宙的再电离历史。然而，在高红移（高达$z\simeq 20$），这种非高斯性确实对再电离的早期阶段有一定的影响。
2011-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large non-Gaussian Halo Bias from Single Field Inflation
本文计算了单场暴胀中非Bunch-Davies初态的非高斯大尺度结构观测量。这些场景可以从压缩（但可观察）的动量配置中获得大量的原始非高斯性。它们在晕轮偏置中产生一个项，该项可能比局部偏置的贡献更强烈地依赖于尺度。我们还讨论了产生可观察签名所需的理论考虑。
2012-09-26 astro-ph.CO gr-qc
Stochasticity in halo formation and the excursion set approach
最简单的随机晕形成模型假设，剪切场的无痕部分的作用是增加初始密度过高（或降低密度过低），如果要在现在形成原晕（或原空洞），那么它必须具有这种密度。同样，过密度和剪切（的平方根）之间的差必须大于阈值。为了使用偏移集方法估计这对晕丰度的影响，我们必须通过与差异相关的随机游走来求解恒定高度障碍的第一个交叉分布，该差异现在（即使对于高斯初始条件）也是非高斯变量。这种非高斯游走的相关性是从密度和切变的相关性中继承而来的，而且由于它们是独立的过程，因此解实际上非常简单。我们表明，这提供了一个简单的方法来理解为什么早期的启发式参数的性质的解决方案工作得如此之好。除了模拟晕和空洞之外，这可能简化宇宙网络中细丝和薄片的丰度和空间分布的模型。
2014-07-08 astro-ph.CO
Excursion set peaks: the role of shear
最近对暗晕丰度和聚类建模的分析工作证明了将偏移集方法与峰值理论相结合的优势。我们扩展了这些想法，并引入了一个模型的游览集峰值，结合了初始潮汐效应或剪切的作用，在确定的引力坍缩的黑暗晕。该模型-其中崩溃的临界密度阈值取决于潮汐作用于原晕的影响-是很好的动机从椭球崩溃的论点，也是足够简单，易于分析。我们表明，该模型的预测是在很好的协议与测量的晕质量函数和传统的尺度依赖晕偏置在N体模拟在很宽的范围内的群众和红移。在塌陷阈值剪切的存在意味着晕偏差自然预测是非本地的，并在固定质量的原晕密度自然预测有对数正态分布。我们提出了第一个直接估计的拉格朗日非局部偏置N体模拟，发现广泛的协议与模型预测。最后，简单的模型（基本上有一个自由参数）打开了大门，建立有效的和准确的非通用的拟合函数的晕丰度和偏差用于精密宇宙学。
2016-11-11 astro-ph.CO
Imprint of anisotropic primordial non-Gaussianity on halo intrinsic alignments in simulations
利用宇宙学大尺度结构形成的$N$ -体模拟，我们首次证明了各向异性的原始非高斯性（PNG）对晕形状的三维功率谱（内禀排列）产生了尺度依赖的修正，在小的$k$极限下由$1/k^2$给出，而传统的晕数密度场功率谱不受影响.我们讨论了广域成像和光谱调查观察天空的同一区域，使我们能够约束四极PNG系数$f_{\rm NL}^{s=2}$的精度可比或优于宇宙微波背景。
2021-03-22 astro-ph.CO
Excursion Set Approach to Primordial Black Holes: Cloud-in-Cloud and Mass Function Revisited
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
本文通过逃逸集方法重新审视原初黑洞的质量函数，发现其非马尔可夫性与修正因子的有效性相关。
2026-03-06 astro-ph.CO gr-qc
Excursion set peaks: a self-consistent model of dark halo abundances and clustering
我们描述了如何扩展偏移集峰值框架，使其预测的暗晕丰度和聚类可以直接与模拟进行比较。这些扩展包括：晕质量的定义，它使用的TopHat过滤器在现实空间中;平均依赖的临界密度崩溃delta_c晕质量m;和分散在这个平均值。所有这三个都是由三轴而不是球形坍缩的物理学激发的。将得到的质量函数与N体结果进行比较表明，如果使用模拟确定的delta_c（m）及其散射，则所有这三个都是获得~10%精度的必要因素。例如，在一个示例中，假设Δ C的恒定值没有散射，如球形坍缩的物理学所激发的，导致比模拟中看到的更多的质量晕。对于线性晕偏差，相同的模型也与N体结果非常一致，特别是在高质量端，已知应用于质量函数拟合的传统峰-背景分裂参数低估了测量偏差约10%。在行程集语言中，我们的模型是关于在初始条件下以特殊位置（峰值）为中心的行走-我们讨论它对所有行走都有助于统计的通常计算意味着什么。
2013-02-13 astro-ph.CO
Halo statistics in non-Gaussian cosmologies: the collapsed fraction, conditional mass function, and halo bias from the path-integral excursion set method
在结构形成的初始条件下表征原始非高斯性（PNG）的水平是测试暴胀和区分不同场景的最有前途的方法之一。PNG在星系和类星体的大规模聚集上的尺度依赖性印记已经被用来对我们观测到的宇宙中PNG的水平进行重大限制。这样的测量依赖于一个精确和可靠的理论，即PNG如何影响星系晕相对于底层物质密度场的偏差。我们改进了以前的工作，采用更一般的分析方法-的路径积分扩展的偏移集形式主义-这是能够占非马尔可夫造成的PNG在随机行走模型，用于识别晕在初始密度场。这种非Markovianity编码信息的环境对晕形成的影响，到目前为止还没有考虑到在分析偏差计算。我们计算的规模依赖和独立的更正晕偏差，一路上提出了一个表达式的条件塌缩分数的第一次，和一个新的表达式的条件晕质量函数。在我们的微扰计算中，我们恢复了Desjacques等人的晕偏结果。（2011），包括其中报告的新的尺度相关校正。然而，我们发现，非马尔可夫动力学从PNG可以导致显着的差异晕偏差时，下一个领先的顺序条款。我们在这里量化这些差异。[删节]
2012-10-22 astro-ph.CO
The excursion set model a step beyond: Environmental dependence
在漂移集模型下，我们利用Monte Carlo方法研究了光滑超密度$δ$在$S$尺度下的非马尔可夫随机演化.对于高斯密度场，在实空间中，通过礼帽滤波器进行平滑，我们使用随机游走，在尺度之间具有正确的相关性，以计算约束概率并将结构的数量与其环境的过密度联系起来。使用恒定势垒，比通常的低，但这提高了我们的结果与N体模拟的一致性。体模拟以及后代晕和它们的祖先的数量密度，我们将它们与它们的大环境的密度联系起来。不同质量的这些晕。这个数字增加较大的环境中的大晕和小的密度减少。这些晕的祖先的数量对它们大环境的过度密度不敏感。
2022-06-22 astro-ph.CO
The Halo Mass Function from Excursion Set Theory. II. The Diffusing Barrier
在漂移集理论中，晕质量函数的计算被映射到存在障碍的首次通过时间过程中，该障碍在球形坍缩模型中是常数，而在椭球坍缩模型中是平滑密度场方差的固定函数。然而，N体模拟表明，暗物质晕是通过平滑的吸积、剧烈的碰撞和碎裂的混合物生长的，将晕坍缩建模为球形，甚至是椭球形，是一个明显的过度简化。我们建议，一些固有的物理复杂性的晕形成的现实描述可以包括在漂移集理论框架，至少在一个有效的水平，考虑到崩溃的临界值是不是一个固定的常数$δ_c$，在球形崩溃模型，也不是一个固定的函数的方差$σ$的平滑密度场，在椭球崩溃模型，而是其本身是一个随机变量，其分散性反映了潜在动态的许多复杂方面。在扩散势垒存在的情况下求解首次通过时间问题，我们发现Press-Schechter质量函数中的指数因子从$\exp\{-δ_c^2/2σ^2\}$变为$\exp\{-aδ_c^2/2σ^2\}$，其中$a=1/(1+D_B)$和$D_B$是势垒的扩散系数。$D_B$的数值以及因此$a$的相应值尤其取决于用于识别晕圈的算法。我们讨论的物理起源的随机性的障碍，我们比较N体模拟中发现的质量函数，为相同的晕定义。[删节]
2009-10-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-local bias in the halo bispectrum with primordial non-Gaussianity
原始的非高斯性会导致坍缩晕的密度相对于底层物质密度的尺度依赖性偏差。星系的功率谱已经提供了本地型原始非高斯互补的限制，从宇宙微波背景（CMB），而双谱包含额外的形状信息，并有可能在未来超越CMB的限制。我们开发的偏差模型的晕密度对比度存在的本地型原始非高斯性，推导出一个二元扩展到二阶的本地线性物质密度对比度和本地引力势在拉格朗日坐标。物质密度的非线性演化在晕模型中引入了非定域潮汐项。此外，在拉格朗日框架中的局部型非高斯性的存在导致一个新的非局部对流项在欧拉框架中，这是成比例的位移场时，超越球坍缩近似。我们使用一个扩展的Press-Schechter方法来评估晕质量函数，从而晕双谱。我们发现，包括这些非本地项的晕双谱可以导致高达$25\%$的某些配置，在大尺度上或在高红移的校正。
2015-06-10 astro-ph.CO hep-th
The halo squeezed-limit bispectrum with primordial non-Gaussianity: a power spectrum response approach
模拟晕双谱的非线性仍然是现代宇宙学的一个主要挑战，特别是对于正在进行和即将进行的大尺度结构观测，以研究暴胀物理。“功率谱响应”提供了一个解决方案，双谱在所谓的压缩极限，其中一个波数比其他两个小得多。作为第一步，我们证明了从二阶标准微扰理论计算的晕压缩极限双谱与线性晕功率谱对大尺度密度和势涨落的响应精确一致。由于Halo功率谱响应可以直接获得任意小尺度的分离宇宙模拟，响应方法提供了一种新的和强大的技术建模的非线性Halo压缩极限双谱。
2017-05-26 astro-ph.CO
Primordial non-Gaussianity in the Bispectrum of the Halo Density Field
对于线性高斯场，双谱为零，因此是宇宙密度场中非线性和非高斯性的灵敏探针。因此，在晕密度场中检测到双谱将使早期宇宙中的非高斯过程受到严格约束，并允许推断驱动膨胀的动力学。我们提出了一个树级推导的晕双谱所产生的非线性聚类，非线性偏置和原始非高斯。一个图形描述的开发提供了一个直观的理解的贡献条款和它们的依赖规模，形状和非高斯参数fNL。我们计算的条款的基础上的多元偏差扩展和峰值背景分裂方法，并表明非高斯修改的偏差参数导致放大的树级双谱，在以前的研究中被忽略。我们的结果是在一个很好的协议与出版的模拟测量晕双谱。最后，我们估计预期的信号噪声fNL和显示，可从双谱分析的约束显着超过一个可从功率谱分析。
2011-08-17 astro-ph.CO
Halo clustering and g_{NL}-type primordial non-Gaussianity
许多多场暴胀模型都产生非高斯的初始条件，其中初始绝热涨落的形式为（zeta_G + g_{NL} zeta_G ^3）。我们研究晕聚类在这些模型中使用两种不同的分析方法：峰值背景分裂框架，和蛮力计算的障碍交叉模型，获得两者之间的协议。我们找到了一个简单的，理论上的动机表示晕偏置同意N体模拟，并可以用来约束g_{NL}从观察。我们讨论了实际的警告，以约束g_{NL}仅使用可观察到的属性的示踪人口，并认为，从人口的观测偏差是<~ 2.5的约束一般不强大的不确定性建模的晕占据分布的人口。
2011-06-02 astro-ph.CO
Computation of the Halo Mass Function Using Physical Collapse Parameters: Application to Non-Standard Cosmologies
在这篇文章中，我们比较了晕质量函数的漂移集理论预测的漂移扩散势垒对N体模拟几个宇宙学模型的结果。这包括大范围晕质量的标准LCDM情况，具有不同类型原始非高斯性的模型，以及暗能量的Ratra-Peebles精髓模型。我们表明，在所有这些宇宙学的情况下，丰富的暗物质晕可以描述一个漂移的扩散障碍，其中两个参数描述的障碍有物理内容。在高斯LCDM的情况下，统计足够精确，可以实际预测这些参数在不同的红移从初始条件。此外，我们发现，在障碍的随机性是不可忽略的，使简单的确定性的球形塌陷模型一个坏的近似，即使在非常高的晕质量。我们还表明，使用标准的偏移集的方法与障碍启发峰补丁导致不一致的预测晕质量函数。
2014-11-11 astro-ph.CO gr-qc
The Non-Gaussian Halo Mass Function with fNL, gNL and tauNL
原始非高斯性已经成为暴胀时代最有希望的探索之一。虽然宇宙微波背景和大规模的晕偏置目前提供了最严格的约束非高斯参数fNL，丰富的暗物质晕是一个互补的探针，可以允许测试的高斯性是独立的非高斯初始条件的精确形式。我们研究了在一系列非高斯初始条件下N体模拟中的晕质量函数。除了通常的fNL模型之外，我们还考虑了gNL Phi^3型非高斯性和4点振幅τ NL为独立参数的模型。我们引入了一个新的分析形式的晕质量函数的存在下，原始的非高斯性，“对数埃奇沃思”质量函数，并找到良好的协议与N体模拟。log-Edgeworth质量函数没有引入自由参数，并且可以从第一原理为任何原始非高斯模型构造。
2011-08-31 astro-ph.CO
Scale-dependent bias from the primordial non-Gaussianity with a Gaussian-squared field
我们研究了原始曲率起伏$Φ$来源于高斯随机场和高斯平方场的情况下的晕偏置，即所谓的“非高斯模型”$Φ({\bf x}) = ϕ({\bf x}) + ψ({\bf x})^2 - <ψ({\bf x})^2>$。我们采用峰值-背景分裂公式，并发现一个新的尺度依赖性的晕偏置诱导高斯平方场。
2011-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological simulations of scale-dependent primordial non-Gaussianity
本研究开展了含局域型尺度依赖原初非高斯性的ΛCDM宇宙学N体模拟，验证其符合宇宙微波背景限制的同时，揭示了其对多种宇宙结构性质的影响，并首次发现部分模型可模拟温暗物质的可观测量效应。
2024-07-11 astro-ph.CO gr-qc
Excursion Sets with a "Perfect" Collapse Model
本文利用N体模拟作为“完美”坍缩模型检验游走集假设，发现小尺度扰动对大尺度坍缩存在与滤波器相关的定量偏离，并揭示首次穿越尺度与暗晕质量映射关系的显著弥散，建议逐粒子验证游走集预言以提升模型真实性。
2025-03-10 astro-ph.CO
Toward a Universal Formulation of the Halo Mass Function
我们计算的暗物质晕质量函数使用漂移集形式主义的扩散势垒与线性漂移的平均捕捉的主要特征的椭球坍缩模型。本文用路径积分方法计算了实空间线性密度场的锐滤波引起的非马尔可夫修正。我们发现一个前所未有的协议与N体模拟数据的偏差在~5%的水平范围内的模拟探测的质量。这表明，偏移集与塌陷阈值的现实建模相结合，可以提供一个强大的估计晕质量函数。
2011-07-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constrained simulations and excursion sets: understanding the risks and benefits of `genetically modified' haloes
高斯随机场的约束实现在宇宙学中被用来设计数值模拟的特殊初始条件。我们回顾这种方法及其应用密度峰值提供了几个工作的例子。然后，我们批判性地讨论了最近的建议，使用约束实现修改内和周围的拉格朗日补丁，形成暗物质晕的线性密度场。这一雄心勃勃的概念是在非线性进化之后打造具有某些理想特性的“转基因”晕圈。我们证明，这种方法的原始实现是不准确的，但近似的，因为它默认的假设，原生晕采样一组随机点与一个固定的平均超密度。我们表明，进行全面的基因改造是一项艰巨而艰巨的任务，需要一个数学上的理解是什么决定了在线性密度场的原晕的偏置位置。我们讨论近似的解决方案的基础上受过教育的猜测有关的性质的原晕。我们说明了如何可以适应的非线性演化的修改补丁，从而微调的约束条件，是必要的，以获得预选晕属性的预测集的方法。这项技术使我们能够探索遗传修饰原始算法的自由度。我们发现，这是最敏感的量的变化是晕质量吸积率在质量尺度上的约束设置。最后讨论了基于原晕角动量的约束条件。
2016-09-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Peaks theory and the excursion set approach
我们描述了一个模型的暗物质晕丰度和聚类，它结合了两个最广泛使用的方法来解决这个问题：基于峰值和其他基于偏移集。我们的方法可以被认为是解决峰值的云中云问题和/或修改偏移集方法，使其平均在一个特殊的子集，而不是所有可能的散步。在这方面，它试图解释步行中的步骤之间的相关性以及步行之间的相关性。我们首先展示了如何可以用相同的形式主义来编写偏移集和峰值模型，然后使用这种对应关系来编写我们的组合偏移集峰值模型。然后，我们给出了简单的表达式的质量函数和偏见，表明即使是线性晕偏置因子被预测为k依赖的结果与峰值约束的非局部性。在大质量下，我们的模型几乎不需要从与球形坍缩相关的值重新调整变量delta_c，并提出了一个简单的解释，说明为什么线性晕偏置因子似乎高于基于高质量下的峰-背景分裂的偏置因子。虽然我们集中在峰值，我们的分析是更普遍适用于其他传统的单尺度分析的大尺度结构。
2012-08-10 astro-ph.CO
Testing the Running of non-Gaussianity through the CMB mu-distortion and the Halo Bias
原始非高斯性参数fNL和tauNL可以是尺度相关的。我们调查的能力，未来的测量的CMB μ失真，这是非常敏感的小尺度，和大规模的晕偏差，以测试运行的本地非高斯。我们表明，对于一个实验，如PIXIE，μ-温度相关性的测量可以牵制的光谱指数n_fNL和n_tauNL的值的顺序为0.3，如果fNL = 20和tauNL = 5000。一个类似的值可以通过一个扩展到红移z ~ 1的全天巡天观测来实现。在两个谱指数相等的特殊情况下，正如在宇宙学扰动是由暴胀子以外的单个场产生的模型中所预测的那样，非线性参数的尺度依赖性的1 σ误差下降到0.2。
2013-03-25 astro-ph.CO hep-ph
The Effect of Local non-Gaussianity on the Matter Bispectrum at Small Scales
我们计算的物质双谱中存在的原始局部非高斯在很宽的尺度范围内，包括非常小的非线性。我们使用的晕模型的方法，考虑非高斯修正晕配置文件，晕质量函数和偏置函数。我们比较我们的结果在线性和轻度非线性尺度的高斯和非高斯数值模拟的大合奏。我们考虑压缩和等边配置，在红移z = 0和z = 1。在z = 0时，在压缩极限下，Halo模型与模拟结果的偏差小于10%，无论是在高斯还是非高斯情况下。Halo模型允许在比数值模拟小得多的尺度上进行预测。对于参数fNL = 100的局部非高斯初始条件，我们发现压缩组态k = k3 = k2 >> k1 \sim 0.01 h^{-1} Mpc中的双谱在尺度k \sim 1 h^{-1} Mpc上的增强分别为\sim 15%和\sim 25%，z = 0和z = 1。这主要是由于线性偏置中的非高斯校正。最后，我们提供了一个非常简单的表达式，适用于任何情况下，即任何选择的晕配置文件，质量和偏置函数，它允许一个快速评估的双谱压缩配置。
2012-05-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Excursion Set Theory for generic moving barriers and non-Gaussian initial conditions
密度扰动随平滑尺度随机演化的漂移集理论提供了一种计算宇宙结构（如暗物质晕、片和丝）质量函数的方法。这些质量函数的计算被映射到所谓的第一通过时间问题中存在的移动障碍。在本文中，我们使用的路径积分制定最近开发的行程集理论，解析地解决了第一次穿越时间问题中存在的一个通用的移动障碍，特别是障碍对应的椭球崩溃。我们执行高斯和非高斯初始条件下的计算。因此，在完全一致的方式下得到了椭球面塌缩势垒和非高斯性的晕质量函数的表达式，它不需要引入任何人为的形状因子，这些形状因子是从基于球形塌缩的Press-Schechter形式主义中得到的，通常在文献中采用。
2011-07-27 astro-ph.CO
Accurate halo mass functions from the simplest excursion set theory
本研究利用数值采样方法在无近似条件下验证最简excursion set理论，发现球形顶帽窗函数加恒定δ=1.5阈值可精确预测多种宇宙学下的M₂₀₀暗晕质量函数，并给出适用参数范围广的拟合函数。
2024-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Hot and cold spots counts as probes of non-Gaussianity in the CMB
我们引入CMB温度各向异性图的漂移集的热点和冷点的数量，$n_h$和$n_c$，作为可以区分不同非高斯模型的统计观测量。我们数值计算它们从非高斯CMB温度波动图的模拟。我们研究的第一类非高斯模型是局部型原始非高斯模型。第二类模型具有某种特定形式的概率分布函数，从中提取每个像素处的温度波动值，使用HEALPIX获得。我们发现$n_h$和$n_c$的特征非高斯偏差形状，这是不同的每一个模型考虑。我们进一步证明，$n_h$和$n_c$携带额外的信息相比，属，这只是他们的线性组合，使他们有价值的补充Minkowski泛函约束非高斯。
2012-06-03 astro-ph.CO
Excursion set peaks in energy as a model for haloes
最简单的暗物质晕形成模型是基于启发式假设，由球形坍缩的动机，即维里化晕起源于平滑密度场的最大值的初始区域。在这里，我们取代这个概念的动力学要求，原晕补丁的地区，当地的引力流收敛到一个点。为此目的，我们寻找在边界处的重力加速度--相对于它们的质心--指向它们的几何中心的球体：也就是具有零偶极矩的球体。我们表明，这些配置是最小的总能量，即最有力的绑定领域。出于这个原因，我们研究的能量超密度场的峰值，并认为这种方法显示出相当大的希望。这种变化只需要修改标准的礼帽滤波器，还有一个额外的重要好处，对于宇宙学感兴趣的功率谱，所得到的模型不再受发散的困扰。虽然形式主义是没有更复杂的密度为基础的方法，该模型更丰富的意义上说，它自然地预测分散的原晕补丁，注定要形成相同质量的晕，在定性的协议与模拟晕的形成。
2021-10-27 astro-ph.CO hep-th
Halo abundances and counts-in-cells: The excursion set approach with correlated steps
在非线性层次聚类的研究中，偏移集方法已被用来对一些有趣的量进行预测。这些包括晕质量函数，晕合并率，晕形成时间和质量，晕聚类，类似的数量的空隙，和分布的暗物质计数随机放置的细胞。该方法假设所有这些数量可以映射到问题，涉及一个适当选择的障碍随机游动的第一个交叉分布。这些分布的大多数解析表达式忽略了这样一个事实，即尽管初始高斯场中不同的k模是不相关的，但在实空间中却并非如此：在给定空间位置的密度场的值，当在不同的实空间尺度上平滑时，以非平凡的方式相关。因此，问题是通过具有相关而不是不相关步骤的随机游动来估计首次交叉分布。在1990年，Peacock & Heavens提出了一个简单的近似的第一个交叉分布的一个单一的障碍的高度不变的步行与相关的步骤。我们表明，他们的近似可以被认为是一个正确的分布与我们所说的光滑完全相关的散步。然后，我们使用这种见解来扩展他们的方法来处理移动障碍，以及在穿越障碍之前被限制通过某个点的行走。对于后者，我们表明，一个简单的重新标度，灵感来自双变量高斯统计，无条件的第一个交叉分布，准确地描述了条件分布，独立于选择的分析处方前。在所有情况下，与蒙特卡洛解决方案的问题比较显示出相当好的协议。（节录）
2011-11-03 astro-ph.CO
Nonlinear clustering in models with primordial non-Gaussianity: the halo model approach
我们发展了大尺度结构的晕模型，作为探索原始非高斯性的精确工具。在这项研究中，我们专注于了解在几个红移的物质集群。原始非高斯性被建模为对局部高斯势的二次修正，并由参数fNL表征。在我们制定的晕模型，我们特别注意晕排斥的影响，并表明，这可以潜在地解决长期存在的问题，在这个模型中的大尺度上的多余的权力。该模型依赖于质量函数，集群和密度分布的晕。我们使用高分辨率高斯和非高斯数值模拟的大型合奏测试这些成分。特别是，我们提供了第一次探索如何密度分布图的变化存在的原始非高斯性。我们发现，对于f_NL正/负的大质量晕，核密度增加/减少，因此比高斯情况下更集中/更不集中。我们还研究了晕偏置，并表明，如果晕模型是正确的，那么有一个小的不对称的尺度依赖的偏差非常大的尺度，这是因为高斯偏置必须重整化。我们表明，修改的物质功率谱的~2.5%和~3.5%的标度k~1.0 h/Mpc在z=0和z=1，分别。我们的晕轮模型计算再现的绝对振幅在10%以内，非高斯的高斯光谱的比例在1%以内。我们还测量了物质的关联函数，发现模型和数据之间同样吻合得很好。我们预计，这种建模将是有用的约束f_NL的剪切关联函数在未来的弱透镜调查，如欧几里得测量。
2011-08-08 astro-ph.CO
Testing Inflation with Dark Matter Halos
宇宙暴胀提供了一种机制来产生早期的密度扰动，而这些扰动孕育了我们今天看到的大尺度结构。原始非高斯性是这个时代为数不多的物理学观测测试中最有希望的一个。目前，非高斯性最好地受到宇宙微波背景的约束，但在短期内，大尺度结构数据可能是有竞争力的，只要原始非高斯性的影响可以通过结构形成的非线性过程来模拟。我们讨论了最近的工作模拟的几种类型的原始非高斯性的大规模晕集群和晕质量函数的影响。更具体地说，我们比较分析和N-体结果的两个变种的曲率模型的通货膨胀：（i）一个“tauNL”的情况下，曲率和通货膨胀同样有助于原始曲率扰动和（ii）一个“gNL”模型，通常的二次fNL项的潜力取消，但一个大的立方项仍然存在。
2011-10-07 astro-ph.CO
The initial shear field in models with primordial local non-Gaussianity and implications for halo and void abundances
本文将Doroshkevich关于高斯统计的初始剪切场本征值的著名公式推广到局部非高斯f_{nl}模型。这是可能的，因为对于f_{nl}中的至少二阶，固定过密度处的分布与f_{nl} =0的情况相比没有变化。我们使用这种概括来估计f_{nl} \ne 0对维里化晕丰度的影响。晕丰度预计是相关的概率，在初始波动场中的某个量超过阈值，我们研究了这个变量的两个选择：它可以是初始变形张量（初始过密度）的特征值的总和，或其最小的特征值。基于临界过密度的方法产生的结果与数值测量结果非常吻合。然后，我们使用这些相同的方法来开发近似描述f_{nl}上的空隙丰度的敏感性。虽然正的f_{nl}会产生更多质量极大的晕，但它会产生更少的超大空洞。因此，它的效果与密度涨落场σ_8的归一化的简单重新标度有质的不同。因此，空洞丰度提供了补充信息，集群丰度，和两者的联合比较可能会提供有趣的限制原始非高斯。
2009-08-01 astro-ph.CO
Scalable Streaming Tools for Analyzing $N$-body Simulations: Finding Halos and Investigating Excursion Sets in One Pass
宇宙学$N$ -体模拟在研究宇宙演化模型中起着至关重要的作用。为了与观测结果进行比较并做出科学推断，对大型模拟数据集进行统计分析，例如，找到晕圈、获得多点关联函数是关键。然而，这些任务的传统内存方法不能扩展到现代模拟中令人生畏的大数据集。我们之前的论文提出了内存高效的流算法，可以在小型服务器或桌面上使用多达$10^9$粒子的模拟中找到最大的光晕。然而，当直接扩展到更大的数据集时，这种方法失败了。本文介绍了一个强大的流媒体工具，利用最先进的GPU提升，采样和并行I/O技术，以显着提高性能和可扩展性。我们对草图参数的严格分析改进了以前从寻找$10^3$最大晕的中心到$\sim 10^4-10^5$的结果，并揭示了内存、运行时间和晕数之间的权衡。我们的实验表明，我们的工具可以扩展到数据集的$\sim 10^{12}$粒子，而使用不到一个小时的运行时间在一个单一的GPU英伟达GTX 1080。
2018-04-28 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Contribution of Mergers and Accretion to Dark Matter Halo Assembly: An Excursion Set Theory Approach
Federal University of Paraíba（帕拉伊巴联邦大学）
该研究基于EST扩展并合树算法，明确并合比阈值影响吸积贡献比例，揭示吸积质量分布特征，为研究暗物质晕形成提供高效准确的框架。
2026-10-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Non-Gaussian halo abundances in the excursion set approach with correlated steps
利用偏移集方法研究了原始非高斯性对大尺度结构的影响，并考虑了平滑初始密度场中随机游动各步之间的相关性.这些相关性是由实际的平滑滤波器（而不是在k空间中尖锐的滤波器）引起的，但迄今为止已被许多分析忽略。我们提出的分析参数-建立在现有的结果为高斯初始条件-这表明，滤波器在大平滑尺度的效果是非常简单的，实际上是相同的高斯情况下发生的事情：非高斯行走的行为，如果他们是光滑的和确定性的，或“完全相关”。因此，第一交叉分布（其确定，例如，晕丰度）遵循非高斯密度场的单尺度统计--对于完全相关的行走，不存在所谓的“云中云”问题。此外，单尺度统计的答案只是夏普-k行走的一半。我们使用非高斯游走的蒙特卡罗模拟明确测试了这些参数，表明所得的第一个交叉分布，特别是因子1/2参数，对功率谱和定义非高斯过程的变化非常不敏感。我们还使用我们的蒙特卡罗行走来测试一些现有的非高斯首次交叉分布的处方。由于因子1/2对高斯和非高斯初始条件都成立，它为分析规定非高斯与高斯晕丰度之比的常见实践提供了理论动机（据我们所知，这是第一个）。
2011-10-24 astro-ph.CO
Local stochastic non-Gaussianity and N-body simulations
大尺度结构的高度偏置示踪物的大尺度成簇已经成为局部类型（即f_{NL} ^{local}）的原始非高斯性的最佳观测探针之一。这种类型的非高斯性可以在多场暴胀模型中产生，例如曲率模型。最近，Tseliakhovich，Hirata和Slosar表明，聚类统计量定性地依赖于再加热后的暴胀与曲率幂的比值，这是模型的一个自由参数。如果暴胀子与零显著不同，那么暴胀子对原始绝热曲率有不可忽略的贡献，那么峰值背景分裂分析预测晕偏差在大尺度上是随机的。在本文中，我们在N体模拟中测试了这一预测。我们发现，大规模的随机性产生，在定性的预测一致，但随机性的水平被高估了~ 30%。其他的预测，如晕偏置的不依赖性，证实了模拟。令人惊讶的是，即使在高斯的情况下，我们没有发现晕模型的随机性预测一致同意模拟，这表明随机性的半解析建模一般比建模晕偏差更困难。
2011-11-08 astro-ph.CO
A Tale of Two Fields: Neural Network-Enhanced non-Gaussianity Search with Halos
本文提出两场形式体系，将多个暗物质晕场无损压缩为两个神经网络可学习的场，并在 AbacusSummit 与 AbacusPNG 模拟中实现更优的局域原初非高斯性约束。
2024-10-01 astro-ph.CO
Primordial non-Gaussianity from the covariance of galaxy cluster counts
最近有人提出，暗物质晕的大尺度偏差敏感地依赖于局部形式的原始非高斯性。在本文中，我们指出，强规模依赖的非高斯晕偏差印记一个独特的签名的协方差簇计数。我们发现，使用集群计数的全协方差的结果在三（一）个数量级的非高斯参数f_NL相对于集群计数（计数+集群方差）约束单独的约束上的改进。我们预测的f_NL约束下，即将到来的暗能量调查中存在的不确定性的质量可观测的关系，晕偏差，测光红移。我们发现，DES可以产生的非高斯sigma（f_NL）~ 1-5的约束，即使相对保守的系统学假设。在数百兆秒差距的尺度上，集群计数的过度相关性将代表局部类型的原始非高斯性的确凿证据。
2010-06-11 astro-ph.CO
Matrix Formalism of Excursion Set Theory: A new approach to statistics of dark matter halo counting
漂移集理论是研究宇宙大尺度结构的一个分析框架。EST将宇宙学线性微扰理论与晚期非线性结构联系起来，提出了一种计算结构数密度的方法。在这项工作中，我们介绍了一种新的方法来重新制定的EST矩阵形式主义。我们建议，矩阵表示的EST将有助于在这个框架中的计算。该方法是离散的二维平面的方差和密度对比的EST，在宇宙中的每个点的轨迹住在那里。在所选方差中具有密度对比度的概率由概率ket表示。自然地，转移矩阵的概念出现来定义轨迹。我们还定义了概率转移率，用于获得第一个向上交叉的轨迹和结构的数量计数。在这项工作中，我们表明，离散化让我们研究的非马尔可夫过程，迫使他们看起来像一个维纳过程。讨论了具有高斯和非高斯初始条件的零漂过程都可以用这种形式来研究。讨论了该形式的连续极限，恢复了已知的Fokker-Planck色散方程。最后，我们表明，在这个框架中可以提取最大质量的祖细胞的概率。
2017-09-01 astro-ph.CO
Halo Clustering with Non-Local Non-Gaussianity
我们展示了如何峰背景分裂可以推广到预测的影响，非本地原始的非高斯的集群晕。我们的方法适用于任意原始双谱。我们表明，在峰值背景分裂（PBS）预测的晕簇的尺度依赖性同意与本地偏置模型在大尺度上。在较小的尺度上，k >~ 0.01 h/Mpc，预测出现分歧，这是假设峰-背景分裂中尺度分离的结果。即使在大尺度上，PBS和局部偏置在高峰值极限之外的效应幅度上通常也不一致。偏置的尺度依赖性--对局部模型双谱提供强约束的效应--对于非高斯的等边和自序标量场模型来说要弱得多。正交和折叠模型的偏置尺度依赖性弱于局部模型（~ 1/k），但可能仍然强到足以约束。我们发现，偏离原始功率谱的尺度不变性可能导致秩序统一的修正，相对于预测假设尺度不变性的非高斯偏置在这些非局部模型的非高斯。附录表明，非局部模型可以产生局部模型双谱，这是我们在本研究过程中发现的数学好奇心。
2012-06-05 astro-ph.CO hep-th
