Cosmological simulations of mixed ultralight dark matter
Notice bibliographique
Résumé
The era of precision cosmology allows us to test the composition of the dark matter. Mixed ultralight or fuzzy dark matter (FDM) is a cosmological model with dark matter composed of a combination of particles of mass $m\leq 10^{-20}\;\mathrm{eV}$, with an astrophysical de Broglie wavelength, and particles with a negligible wavelength sharing the properties of cold dark matter (CDM). In this work, we simulate cosmological volumes with a dark matter wave function for the ultralight component coupled gravitationally to CDM particles. We investigate the impact of a mixture of CDM and FDM in various proportions $(0\%,\;1\%,\;10\%,\;50\%,\;100\%)$ and for ultralight particle masses ranging over five orders of magnitude $(2.5\times 10^{-25}\;\mathrm{eV}-2.5\times 10^{-21}\;\mathrm{eV})$. To track the evolution of density perturbations in the non-linear regime, we adapt the simulation code AxioNyx to solve the CDM dynamics coupled to a FDM wave function obeying the Schrödinger-Poisson equations. We obtain the non-linear power spectrum and study the impact of the wave effects on the growth of structure on different scales. We confirm that the steady-state solution of the Schrödinger-Poisson system holds at the center of halos in the presence of a CDM component when it composes $50\%$ or less of the dark matter but find no stable density core when the FDM accounts for $10\%$ or less of the dark matter. We implement a modified friends-of-friends halo finder and find good agreement between the observed halo abundance and the predictions from the adapted halo model axionHMCode.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».