Constraining Ultralight Axions with Galaxy Surveys
Notice bibliographique
Résumé
Ultralight axions and other bosons are dark matter candidates present in many high energy physics theories beyond the Standard Model. In particular, the string axiverse postulates the existence of up to $\mathcal{O}(100)$ light scalar bosons constituting the dark sector. Considering a mixture of axions and cold dark matter, we obtain upper bounds for the axion relic density $\Omega_a h^2 < 0.004$ for axions of mass $10^{-31}\;\mathrm{eV}\leq m_a \leq 10^{-26}\;\mathrm{eV}$ at 95% confidence. We also improve existing constraints by a factor of over 4.5 and 2.1 for axion masses of $10^{-25}$ eV and $10^{-32}$ eV, respectively. We use the Fourier-space galaxy clustering statistics from the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) and demonstrate how galaxy surveys break important degeneracies in the axion parameter space compared to the cosmic microwave background (CMB). We test the validity of the effective field theory of large-scale structure approach to mixed ultralight axion dark matter by making our own mock galaxy catalogs and find an anisotropic ultralight axion signature in the galaxy quadrupole. We also observe an enhancement of the linear galaxy bias from 1.8 to 2.4 when allowing for 5% of the dark matter to be composed of a $10^{-28}$ eV axion in our simulations. Finally, we develop an augmented interpolation scheme allowing a fast computation of the axion contribution to the linear matter power spectrum leading to a 70% reduction of the computational cost for the full Monte Carlo Markov chains analysis.
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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 | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».