[論文レビュー] Limits on primordial non-Gaussianities from BOSS galaxy-clustering data

Guido D’Amico, Matthew Lewandowski+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 27, 2022

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 61

ひとこと要約

この論文はBOSS DR12銀河クラスタリングを用い、one-loop EFTofLSSでf_NLを制約 equilateral、orthogonal、local形状を分析；原始的非ガウス性の証拠はなく、競争力のある制約を提供。

ABSTRACT

We analyze the power spectrum and the bispectrum of BOSS galaxy-clustering data using the prediction from the Effective Field Theory of Large-Scale Structure at one-loop order for $ extit{both}$ the power spectrum $ extit{and}$ the bispectrum. With $Λ$CDM parameters fixed to Planck preferred values, we set limits on three templates of non-Gaussianities predicted by many inflationary models: the equilateral, the orthogonal, and the local shapes. After validating our analysis against simulations, we find $f_{ m NL}^{ m equil.}= 207 \pm 292\, , f_{ m NL}^{ m orth.}= -68 \pm 73\, , f_{ m NL}^{ m loc.}= 52 \pm 34$, at $68\%$ confidence level. These bispectrum-based constraints from Large-Scale Structure, not far from the ones of WMAP, suggest promising results from upcoming surveys.

研究の動機と目的

• 大規模構造データにおける原始的非ガウス性の探索を動機づける。
• 非ガウス初期条件を用い、power spectrumとbispectrumの両方に対してone-loopのEFTofLSSフレームワークを適用する。
• シミュレーションに対してモデルを較正し、3つの標準形状についてf_NLの制約を導出する。
• 理論的および観測的不確実性を定量化し、CMBの結果と比較する。

提案手法

• パワースペクトルとバイスペクトルのためにone-loopでEFTofLSSを用いて銀河クラスタリングをモデル化する。
• f_NLと主要なB_phi_p形状を介して非ガウス初期条件を組み込む。
• 摂動的バイアス展開を用いた赤方偏移空間でのバイアストレースを使用する。
• 理論を調査窓関数と畳み込み、モック（Patchy, Nseries）から共分散を推定する。
• MontePythonとPyBirdを用いてPlanck固定LCDMパラメータで尤度解析を実行する。
• シミュレーションと比較して理論誤差を評価する制約を計算・比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 BOSS DR12からone-loop EFTofLSSにおける原始的非ガウス性（f_NL）について、equilateral、orthogonal、local形状の制約はどのようになるか？
• RQ2 Planck LCDMパラメータを前提とした場合、Planck LCDMパラメータを前提とした場合、パワースペクトルとバイスペクトルにおいてBOSS DR12の測定は原始的非ガウス性の証拠を示しているか？
• RQ3 シミュレーションベースの較正と理論誤差はf_NLの制約の頑健性にどう影響するか？
• RQ4 一ループのbispectrum解析はtree-levelの予測と比較してf_NLの制約をどの程度引き締めるか？

主な発見

• いずれの形状についてもBOSSデータから原始的非ガウス性の有意な証拠は見つかっていない。
• 68% CLの制約: f_NL^equil = 245 ± 293, f_NL^orth = -60 ± 72, f_NL^loc = 7 ± 31.
• WMAP/Planckと比較してBOSSの境界は競争力があり、orthogonalの制約はWMAPを上回り、いくつかのケースでPlanckに近い。
• one-loop bispectrumの含有はequilateralおよびorthogonalの制約をtree-level解析より約1.5〜1.9倍改善する。
• この分析は84個のN-seriesガウシアンモックで検証され、理論誤差は彼らのモデル化下で統計誤差に対して二次的に小さいことを示す。
• 今後の調査（例: DESI）によりこれらの境界がさらに大幅に引き締まる可能性がある。