Recombinations to the Rydberg states of hydrogen and their effect during the cosmological recombination epoch
Notice bibliographique
Résumé
In this paper we discuss the effect of recombinations to highly excited states (n > 100) in hydrogen during the cosmological recombination epoch. For this purpose, we developed a new ordinary differential equation solver for the recombination problem, based on an implicit Gear's method. This solver allows us to include up to 350 l-resolved shells or ∼61 000 separate levels in the hydrogen model and to solve the recombination problem for one cosmology in ∼27 h. This is a huge improvement in performance over our previous recombination code, for which a 100-shell computation (5050 separate states) already required ∼150 h on a single processor. We show that for 350 shells down to redshift z∼ 200, the results for the free electron fraction have practically converged. The final modification in the free electron fraction at z∼ 200 decreases from about ΔNe/Ne∼ 2.8 per cent for 100 shells to ΔNe/Ne∼ 1.6 per cent for 350 shells. However, the associated changes in the cosmic microwave background power spectra at large multipoles l are rather small, so that for accurate computations in connection with the analysis of Planck data already ∼100 shells are expected to be sufficient. Nevertheless, the total value of τ could still be affected at a significant level. We also briefly investigate the effect of collisions on the recombination dynamics. With our current estimates for the collisional rates we find a correction of ΔNe/Ne∼−8.8 × 10−4 at z∼ 700, which is mainly caused by l-changing collisions with protons. Furthermore, we present results on the cosmological recombination spectrum, showing that at low frequencies collisional processes are important. However, the current accuracy of collisional rates is insufficient for precise computations of templates for the recombination spectrum at ν≲ 1 GHz, and also the effect of collisions on the recombination dynamics suffers from the uncertainty in these rates. Improvements in collisional rates will therefore become necessary in order to obtain a final answer regarding their effects during recombination.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».