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Accès ouvert déclaré 2024 article

One trick to treat them all: SuperEasy linear response for any hot dark matter in N-body simulations

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3Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : au, de, cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract We generalise the SuperEasy linear response method, originally developed to describe massive neutrinos in cosmological N-body simulations, to any subdominant hot dark matter (HDM) species with arbitrary momentum distributions. The method uses analytical solutions of the HDM phase space perturbations in various limits and constructs from them a modification factor to the gravitational potential that tricks the cold particles into trajectories as if HDM particles were present in the simulation box. The modification factor is algebraic in the cosmological parameters and requires no fitting. Implementing the method in a Particle-Mesh simulation code and testing it on subdominant HDM cosmologies up to the equivalent effect of ∑ m ν = 0.315 eV-mass neutrinos, we find that the generalised SuperEasy approach is able to predict the total matter and cold matter power spectra to ≲ 0.1% relative to other linear response methods and to ≲ 0.25% relative to particle HDM simulations. Applying the method to cosmologies with mixed neutrinos+thermal QCD axions and neutrinos+generic thermal bosons, we find that non-standard subdominant HDM cosmologies have no intrinsically different non-linear signature in the total matter power spectrum from standard neutrino cosmologies. However, because they predict different time dependencies even at the linear level and the differences are augmented by non-linear evolution, it remains a possibility that observations at multiple redshifts may help distinguish between them.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
One trick to treat them all: SuperEasy linear response for any hot dark matter in N-body simulations
Date Crossref
01/12/2024
Éditeur
IOP Publishing
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Dark Matter and Cosmic PhenomenaCosmology and Gravitation TheoriesParticle physics theoretical and experimental studies

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