Ultra-light axions and the S <sub>8</sub> tension: joint constraints from the cosmic microwave background and galaxy clustering
Notice bibliographique
Résumé
Abstract We search for ultra-light axions as dark matter (DM) and dark energy particle candidates, for axion masses 10 -32 eV ≤ m a ≤ 10 -24 eV, by a joint analysis of cosmic microwave background (CMB) and galaxy clustering data — and consider if axions can resolve the tension in inferred values of the matter clustering parameter S 8 . We give legacy constraints from Planck 2018 CMB data, improving 2015 limits on the axion density Ω a h 2 by up to a factor of three; CMB data from the Atacama Cosmology Telescope and the South Pole Telescope marginally weaken Planck bounds at m a = 10 -25 eV, owing to lower (and theoretically-consistent) gravitational lensing signals. We jointly infer, from Planck CMB and full-shape galaxy power spectrum and bispectrum data from the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), that axions are, today, < 10% of the DM for m a ≤ 10 -26 eV and < 1% for 10 -30 eV ≤ m a ≤ 10 -28 eV. BOSS data strengthen limits, in particular at higher m a by probing high-wavenumber modes ( k < 0.4 h Mpc -1 ). BOSS alone finds a preference for axions at 2.7 σ , for m a = 10 -26 eV, but Planck disfavours this result. Nonetheless, axions in a window 10 -28 eV ≤ m a ≤ 10 -25 eV can improve consistency between CMB and galaxy clustering data, e.g., reducing the S 8 discrepancy from 2.7 σ to 1.6 σ , since these axions suppress structure growth at the 8 h -1 Mpc scales to which S 8 is sensitive. We expect improved constraints with upcoming high-resolution CMB and galaxy lensing and future galaxy clustering data, where we will further assess if axions can restore cosmic concordance.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».