鱼粥讨论

2024年9月28日 14:00-15:40

新物理楼 E102A

赵思逸、彭佳欣、钱奇玥、韦乐瑶、李星辰、唐昀毅、王笑晗、桂雨谦、许朔、马庆麟、胡清茹、张亦松

  • 下次拍合影？ （这个格式表示待办）

引入

（赵思逸）

今天的讨论话题：

  1. 观测宇宙学 —— LSS（big picture）
  2. galaxy-halo connection （研究目的不同，对这个话题的理解/模型精度要求 可能会有什么不同？）
  3. EFT在宇宙学中可能的应用（时间不够的话可能顺延到下次讨论）

  • 之后邀请 做 EFTofLSS 来讲 （结果时间非常不够……

  • 宇宙学、宇宙大尺度结构

  • 和宇宙学相关的重要物理问题

    • 之后可以开一次鱼粥讨论 DESI 的暗能量测量结果

  • Cosmology in the Next Generation （snowmass 2022）

    • 主要讨论了一下 wave-like detection 探测 axion
    • spectroscopic 和 imaging surveys 的主要区别是前者有更准确的红移测量
      • photo-z 误差 ～ 0.03(1+z)
      • 请泽昌来讲一次 AI SED

  • matter power spectrum

    • 主要讨论了 RSD

  • standard clustering analysis 流程图

  • mock generation 流程图

Galaxy-Halo Connection in Cosmology

（唐昀毅）

  • Standard Clustering Analysis: to obtain covariance, we need fast mock generation.
    • Models need very large and accurate simulations to calibrate.
    • Covariance needs relatively smaller simulations (the volume of the simulation should be simalar to the volume of the surveys to estimate the cosmic variance), less accurate but numerous, so fast approximate methods are needed.
  • Take N-body simulation as a reference, current fast methods (2LPT, and its modifications) provide matter field more and more accurately.
  • Modeling bias: based on the DM density field, use an effective bias model to approximate the Halo finder + Halo occupation model. -> generate mock galaxy catalogs fastly.
  • Sub-Halo Abundance Match(SHAM)
  • Field Level Model of Bias: local terms and non-local terms. （改进：EFT可以一次性写出所有的operators，而不是用到了再加）
  • Two mock generators used in BOSS and DESI:
    • PATCHY: eALPTvc matter ps 在 k<=0.2Mpc/h 的数据都比较准确。
    • EZmock: 1LPT (or Zel'dovich apporximation), matter ps 不太准，但通过 galaxy number PDF 校准后可以得到准确的 ps 和 bs.
  • Holi-mock: EZmock + cosmic web classification ——根据 Tidal field ∂ijϕ\partial_{ij} \phi （和 ∂ijδ\partial_{ij} \delta ）的特征值，将 halo 所处的环境分为 filament, sheet, void, knot 四类（4x4=16类），分别做 PDF matching ，得到更好的 ps 和 bs.

星系视角的 galaxy-halo connection

（马庆麟）

（因为时间有限，马姐只做了简要介绍，下次讲详细的model）

Galaxy-Halo Connection 有五种 model，可以分为两类：

  • Empirical models:
    • Halo occupation models (eg: HOD)
    • Sub-halo matching model (eg. SHAM)
    • Empirical forward modeling: 加入大量经验参数（可多达20个左右）
  • Physical models:
    • Semi-analytical models (SAM)： 基于 N-body 的结果，用一些半解析的公式。
    • Hydro-dynamic simulation ： 不需要 N-body ，直接将 gas, star particles 和 dark matter particles 一起演化。

两个视角的区别：

  • 都关心 clustering，但尺度不同，星系 100kpc-10Mpc（ N-body 可以给出 1kpc 的准确结果，再小引力会不准确），宇宙学 几十 Mpc 到 Gpc 尺度。
  • 不同于宇宙学只关心 clustering，星系还关心 abundance，星系的形态、颜色等。

下次预告：Galaxy-Halo Connection Models

主讲人：马庆麟

参考文献：Wechsler & Tinker 2018 https://doi.org/10.1146/annurev-astro-081817-051756