Determinando la jerarquía de masa de los neutrinos con la cosmología

La combinación de los datos actuales sobre la estructura a gran escala y las anisotropías del fondo cósmico de microondas puede proporcionar fuertes restricciones sobre la suma de las masas de los neutrinos. Aquí mostramos que futuros experimentos de cizallamiento cósmico, en combinación con las restricciones del fondo cósmico de microondas, pueden proporcionar la precisión estadística necesaria para responder preguntas sobre las diferencias en la masa de especies individuales de neutrinos. Permitiendo la posibilidad de que las masas no sean degeneradas, combinamos pronósticos de la matriz de Fisher para un estudio de lentes débiles como Euclid con aquellos para el próximo experimento Planck. Bajo la suposición de que la división de masa de los neutrinos se describe mediante una jerarquía normal, encontramos que la combinación de Planck y Euclid podría alcanzar suficiente sensibilidad para imponer una restricción sobre la masa de una sola especie. Utilizando un cálculo de evidencia bayesiana, encontramos que tales experimentos futuros podrían proporcionar evidencia sólida a favor de una jerarquía de neutrinos normal o invertida. Finalmente, mostramos que si se asume una jerarquía particular de neutrinos, esto podría sesgar las restricciones de parámetros cosmológicos, por ejemplo, el parámetro de estado de la energía oscura, en 1, y la suma de masas en 2.3. Finalmente, discutimos el impacto de las incertidumbres en el modelado teórico de las no linealidades. Los resultados presentados en este análisis se obtienen bajo una aproximación al espectro de potencia no lineal. Esta fuente significativa de incertidumbre debe abordarse en trabajos futuros.