Semi-analytic methods for the large-scale structure of the universe: improved time renormalization group and the BAO extractor operator

In questo lavoro presentiamo un metodo semi-analitico, chiamato “improved Time Renormalization Group”, che ha lo scopo di calcolare il Power Spectrum (PS) nonlineare della Dark Matter. Questa tecnica presenta un miglioramento rispetto alla Teoria delle Perturbazioni Standard, aggiungendo dei termini che tengono in considerazione l’accoppiamento non lineare ai settori IR e UV. Il PS generato con il TRG a 1-loop è in accordo con il risultato delle simulazioni N-Body al meglio del percento, in tutta la regione BAO per z ≥ 0.5 e fino a k ∼ 0.14 Mpc/h a z = 0. Proponiamo inoltre un nuovo strumento per la determinazione della scala BAO, che chiamiamo operatore di Estrazione, o “Extractor”. Questo operatore è definito in modo da proiettare (o “estrarre”) la componente oscillante di un arbitrario PS. La scala BAO estratta in questa maniera è estremamente robusta anche in presenza di Redshift Space Distortions (RSD) e halo bias e può essere riprodotta utilizzando dei semplici modelli teorici ad ogni redshift. La procedura è stata testata con simulazioni N-Body e applicata ad un set di dati sperimentali, il BOSS DR12 dataset, risultando in un miglioramento sulla precisione sulla scala BAO del 40% rispetto all’analisi standard quando applicata ai dati pre-reconstruction, mentre dà risultati simili quando applicata ai dati post-reconstruction.