論文の概要: syren-baryon: Analytic emulators for the impact of baryons on the matter power spectrum

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.08783v1
• Date: Tue, 10 Jun 2025 13:32:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-11 15:11:42.553685
• Title: syren-baryon: Analytic emulators for the impact of baryons on the matter power spectrum
• Title（参考訳）: サイレンバリオン-物質パワースペクトルに及ぼすバリオンの影響の解析エミュレータ
• Authors: Lukas Kammerer, Deaglan J. Bartlett, Gabriel Kronberger, Harry Desmond, Pedro G. Ferreira,
• Abstract要約: バリアン物理学は宇宙の物質分布に、現在と将来の宇宙科学調査によって調査されたスケールにかなりの影響を与えている。 我々は、様々な物理的動機付けモデルに対する物質パワースペクトルに対するバリオン物理学の影響について、単純なシンボリックパラメトリクスを求める。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Baryonic physics has a considerable impact on the distribution of matter in our Universe on scales probed by current and future cosmological surveys, acting as a key systematic in such analyses. We seek simple symbolic parametrisations for the impact of baryonic physics on the matter power spectrum for a range of physically motivated models, as a function of wavenumber, redshift, cosmology, and parameters controlling the baryonic feedback. We use symbolic regression to construct analytic approximations for the ratio of the matter power spectrum in the presence of baryons to that without such effects. We obtain separate functions of each of four distinct sub-grid prescriptions of baryonic physics from the CAMELS suite of hydrodynamical simulations (Astrid, IllustrisTNG, SIMBA and Swift-EAGLE) as well as for a baryonification algorithm. We also provide functions which describe the uncertainty on these predictions, due to both the stochastic nature of baryonic physics and the errors on our fits. The error on our approximations to the hydrodynamical simulations is comparable to the sample variance estimated through varying initial conditions, and our baryonification expression has a root mean squared error of better than one percent, although this increases on small scales. These errors are comparable to those of previous numerical emulators for these models. Our expressions are enforced to have the physically correct behaviour on large scales and at high redshift. Due to their analytic form, we are able to directly interpret the impact of varying cosmology and feedback parameters, and we can identify parameters which have little to no effect. Each function is based on a different implementation of baryonic physics, and can therefore be used to discriminate between these models when applied to real data. We provide publicly available code for all symbolic approximations found.
• Abstract（参考訳）: バリアン物理学は、我々の宇宙における物質の分布に、現在と将来の宇宙科学調査によって調査されたスケールにかなりの影響を与え、そのような分析において重要な体系的な役割を果たしている。 我々は、波数、赤方偏移、宇宙論、バリュニックフィードバックを制御するパラメータの関数として、様々な物理的動機付けモデルに対する物質パワースペクトルに対するバリュニック物理学の影響の単純な記号パラメトリを求める。 シンボリック回帰を用いて、バリオンの存在下での物質パワースペクトルとそのような効果のない物質パワースペクトルとの比の分析近似を構築する。 本研究では, CAMELS の流体力学シミュレーションスイート (Astrid, IllustrisTNG, SIMBA, Swift-EAGLE) とバリオン化アルゴリズム (バリオン化アルゴリズム) から, バリオニクス物理の4つの異なるサブグリッド処方薬のそれぞれを分離した関数を得る。 また、バリオニクス物理学の確率的性質と適合の誤差の両方から、これらの予測の不確実性を記述する関数も提供する。 流体力学シミュレーションに対する近似の誤差は, 様々な初期条件から推定されるサンプルのばらつきに匹敵するものであり, このバリオン化式は, 小スケールでは増大するが, 根平均2乗誤差が1%以上である。 これらの誤差は、これらのモデルに対する以前の数値エミュレータのエラーに匹敵する。 我々の表現は、大規模および高い赤方偏移において、物理的に正しい行動をとるように強制される。 解析的な形態のため、様々な宇宙論やフィードバックパラメータの影響を直接解釈することができ、ほとんど効果のないパラメータを特定できる。 それぞれの関数はバリオン物理学の異なる実装に基づいており、したがって実データに適用された場合、これらのモデル間で区別することができる。 得られたすべてのシンボリック近似に対して、公開されているコードを提供します。

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