Massive Neutrinos in nichtlinearen großräumigen Strukturen: Eine konsistente Störungstheorie

Eine konsistente Formulierung zur Einbeziehung massiver Neutrinos in die Störungstheorie des effektiven CDM+Baryonen-Fluids wird eingeführt. In dieser Formulierung werden alle linearen k-Abhängigkeiten in den Wachstumsfunktionen der CDM+Baryonen-Störungen sowie alle daraus resultierenden zusätzlichen Modus-Kopplungen höherer Ordnung mit der gewünschten Genauigkeit berücksichtigt. Unsere Formulierung betrachtet den Neutrinoanteil, der nach dem nicht-relativistischen Übergang der Neutrinos zeitlich konstant und viel kleiner als eins ist, als die Kopplungskonstante der Theorie. Dann sind die "nackten" Störungen diejenigen im masselosen Neutrino-Fall, wenn der Neutrinoanteil verschwindet, und wir betrachten die Rückreaktionskorrekturen aufgrund der gravitativen Kopplung der Neutrinos. Wir leiten die allgemeinen Gleichungen für die "nackten" Störungen und Rückreaktionskorrekturen ab. Anschließend leiten wir durch die Anwendung der genauen Zeitevolution mit der richtigen analytischen Greenschen Funktion den führenden Rückreaktionseffekt explizit ab und finden präzise Übereinstimmung auf linearer Ebene. Wir fahren fort, die Rückreaktionskorrektur zweiter Ordnung zu berechnen, und leiten das führende Ordnung-Materie-Bispektrum in Gegenwart massiver Neutrinos ab, was den gedrückten Grenzfall des Materie-Bispektrums als empfindlichen Probe der Neutrinomasse vorschlägt. Bemerkenswerterweise kann die generische Neutrinoanteilsformulierung in dieser Arbeit ähnlich für die konsistente Einbeziehung massiver Neutrinos innerhalb jeder perturbativen Vorgehensweise angewendet werden.