Baryonic feedback biases on fundamental physics from lensed CMB power spectra
Notice bibliographique
Résumé
Upcoming measurements of the small-scale primary cosmic microwave background (CMB) temperature and polarization power spectra ($TT/TE/EE$) are anticipated to yield transformative constraints on new physics, including the effective number of relativistic species in the early universe (${N}_{\mathrm{eff}}$). However, at multipoles $\ensuremath{\ell}\ensuremath{\gtrsim}3000$, the CMB power spectra receive significant contributions from gravitational lensing. While these modes still carry primordial information, their theoretical modeling requires knowledge of the CMB lensing convergence power spectrum, ${C}_{L}^{\ensuremath{\kappa}\ensuremath{\kappa}}$, including on small scales where it is affected by nonlinear gravitational evolution and baryonic feedback processes. Thus, the high-$\ensuremath{\ell}$ (lensed) CMB is sensitive to these late-time, nonlinear effects. Here, we show that inaccuracies in the modeling of ${C}_{L}^{\ensuremath{\kappa}\ensuremath{\kappa}}$ can yield surprisingly large biases on cosmological parameters inferred from the lensed CMB power spectra measured by the upcoming Simons Observatory and CMB-S4 experiments. For CMB-S4, the biases can be as large as $1.6\ensuremath{\sigma}$ on the Hubble constant ${H}_{0}$ in a fit to $\mathrm{\ensuremath{\Lambda}}\mathrm{CDM}$ and $1.2\ensuremath{\sigma}$ on ${N}_{\mathrm{eff}}$ in a fit to $\mathrm{\ensuremath{\Lambda}}\mathrm{CDM}+{N}_{\mathrm{eff}}$. We show that these biases can be mitigated by explicitly discarding all $TT$ data at $\ensuremath{\ell}>3000$ or by marginalizing over parameters describing baryonic feedback processes, both at the cost of slightly larger error bars. We also discuss an alternative, data-driven mitigation strategy based on delensing the CMB $T$ and $E$-mode maps. Finally, we show that analyses of upcoming data will require Einstein-Boltzmann codes to be run with much higher numerical precision settings than is currently standard, so as to avoid similar--- or larger---parameter biases due to inaccurate theoretical predictions.
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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 | 0,002 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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 ».