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Context. The Euclid mission of the European Space Agency will deliver weak gravitational lensing and galaxy clustering surveys that can be used to constrain the standard cosmological model and extensions thereof. Aims. We present forecasts from the combination of the Euclid photometric galaxy surveys (weak lensing, galaxy clustering, and their cross-correlations) and its spectroscopic redshift survey with respect to their sensitivity to cosmological parameters. We include the summed neutrino mass, Σmν, and the effective number of relativistic species, Neff, in the standard Λ CDM scenario and in the dynamical dark energy (w0waCDM) scenario. Methods. We compared the accuracy of different algorithms predicting the non-linear matter power spectrum for such models. We then validated several pipelines for Fisher matrix and Markov chain Monte Carlo (MCMC) forecasts, using different theory codes, algorithms for numerical derivatives, and assumptions on the non-linear cut-off scale. Results. The Euclid primary probes alone will reach a sensitivity of σ (Σmν = 60 meV) = 56 meV in the Λ CDM+Σmν model, whereas the combination with cosmic microwave background (CMB) data from Planck is expected to achieve σ (Σmν) = 23 meV, offering evidence of a non-zero neutrino mass to at least the 2.6 σ level. This could be pushed to a 4 σ detection if future CMB data from LiteBIRD and CMB Stage-IV were included. In combination with Planck, Euclid will also deliver tight constraints on Δ Neff < 0.144 (95%CL) in the Λ CDM+Σmν+Neff model or even Δ Neff < 0.063 when future CMB data are included. When floating the dark energy parameters, we find that the sensitivity to Neff remains stable, but for Σmν, it gets degraded by up to a factor of 2, at most. Conclusions. This work illustrates the complementarity among the Euclid spectroscopic and photometric surveys and among Euclid and CMB constraints. Euclid will offer great potential in measuring the neutrino mass and excluding well-motivated scenarios with additional relativistic particles.
Euclid preparation: LIV. Sensitivity to neutrino parameters
Archidiacono M.;Lesgourgues J.;Casas S.;Pamuk S.;Schoneberg N.;Sakr Z.;Parimbelli G.;Schneider A.;Hervas Peters F.;Pace F.;Sabarish V. M.;Costanzi M.;Camera S.;Carbone C.;Clesse S.;Frusciante N.;Fumagalli A.;Monaco P.;Scott D.;Viel M.;Amara A.;Andreon S.;Auricchio N.;Baldi M.;Bardelli S.;Bodendorf C.;Bonino D.;Branchini E.;Brescia M.;Brinchmann J.;Capobianco V.;Cardone V. F.;Carretero J.;Castellano M.;Cavuoti S.;Cimatti A.;Congedo G.;Conselice C. J.;Conversi L.;Copin Y.;Courbin F.;Courtois H. M.;Da Silva A.;Degaudenzi H.;Douspis M.;Dubath F.;Duncan C. A. J.;Dupac X.;Dusini S.;Ealet A.;Farina M.;Farrens S.;Ferriol S.;Frailis M.;Franceschi E.;Galeotta S.;Gillis B.;Giocoli C.;Grazian A.;Grupp F.;Guzzo L.;Haugan S. V. H.;Hoekstra H.;Hormuth F.;Hornstrup A.;Jahnke K.;Joachimi B.;Keihanen E.;Kermiche S.;Kiessling A.;Kilbinger M.;Kitching T.;Kubik B.;Kunz M.;Kurki-Suonio H.;Ligori S.;Lilje P. B.;Lindholm V.;Lloro I.;Maino D.;Maiorano E.;Mansutti O.;Marggraf O.;Markovic K.;Martinet N.;Marulli F.;Massey R.;Maurogordato S.;Mccracken H. J.;Medinaceli E.;Mei S.;Mellier Y.;Meneghetti M.;Merlin E.;Meylan G.;Moresco M.;Moscardini L.;Munari E.;Niemi S. -M.;Nightingale J. W.;Padilla C.;Paltani S.;Pasian F.;Pedersen K.;Percival W. J.;Pettorino V.;Pires S.;Polenta G.;Poncet M.;Popa L. A.;Pozzetti L.;Raison F.;Rebolo R.;Renzi A.;Rhodes J.;Riccio G.;Romelli E.;Roncarelli M.;Saglia R.;Sapone D.;Sartoris B.;Scaramella R.;Schirmer M.;Schneider P.;Schrabback T.;Secroun A.;Seidel G.;Serrano S.;Sirignano C.;Sirri G.;Stanco L.;Tallada-Crespi P.;Taylor A. N.;Tereno I.;Toledo-Moreo R.;Torradeflot F.;Tutusaus I.;Valenziano L.;Vassallo T.;Veropalumbo A.;Wang Y.;Weller J.;Zamorani G.;Zoubian J.;Zucca E.;Biviano A.;Boucaud A.;Bozzo E.;Burigana C.;Calabrese M.;Colodro-Conde C.;Crocce M.;Fabbian G.;Gracia-Carpio J.;Mainetti G.;Martinelli M.;Mauri N.;Neissner C.;Scottez V.;Tenti M.;Wiesmann M.;Akrami Y.;Anselmi S.;Baccigalupi C.;Ballardini M.;Bernardeau F.;Bertacca D.;Borgani S.;Borsato E.;Bruton S.;Cabanac R.;Cappi A.;Carvalho C. S.;Castignani G.;Castro T.;Canas-Herrera G.;Chambers K. C.;Contarini S.;Cooray A. R.;Coupon J.;Davini S.;De La Torre S.;De Lucia G.;Desprez G.;Di Domizio S.;Diaz-Sanchez A.;Escartin Vigo J. A.;Escoffier S.;Ferreira P. G.;Ferrero I.;Finelli F.;Gabarra L.;Ganga K.;Garcia-Bellido J.;Gaztanaga E.;Giacomini F.;Gozaliasl G.;Gregorio A.;Hall A.;Hildebrandt H.;Ilic S.;Kajava J. J. E.;Kansal V.;Karagiannis D.;Kirkpatrick C. C.;Legrand L.;Loureiro A.;Macias-Perez J.;Maggio G.;Magliocchetti M.;Mannucci F.;Maoli R.;Martins C. J. A. P.;Matthew S.;Maurin L.;Metcalf R. B.;Migliaccio M.;Morgante G.;Nadathur S.;Walton N. A.;Patrizii L.;Pezzotta A.;Pontinen M.;Popa V.;Porciani C.;Potter D.;Reimberg P.;Risso I.;Rocci P. -F.;Sahlen M.;Sanchez A. G.;Sefusatti E.;Sereno M.;Simon P.;Spurio Mancini A.;Steinwagner J.;Testera G.;Tewes M.;Teyssier R.;Toft S.;Tosi S.;Troja A.;Tucci M.;Valieri C.;Valiviita J.;Vergani D.;Verza G.;Vielzeuf P.
2025-01-01
Abstract
Context. The Euclid mission of the European Space Agency will deliver weak gravitational lensing and galaxy clustering surveys that can be used to constrain the standard cosmological model and extensions thereof. Aims. We present forecasts from the combination of the Euclid photometric galaxy surveys (weak lensing, galaxy clustering, and their cross-correlations) and its spectroscopic redshift survey with respect to their sensitivity to cosmological parameters. We include the summed neutrino mass, Σmν, and the effective number of relativistic species, Neff, in the standard Λ CDM scenario and in the dynamical dark energy (w0waCDM) scenario. Methods. We compared the accuracy of different algorithms predicting the non-linear matter power spectrum for such models. We then validated several pipelines for Fisher matrix and Markov chain Monte Carlo (MCMC) forecasts, using different theory codes, algorithms for numerical derivatives, and assumptions on the non-linear cut-off scale. Results. The Euclid primary probes alone will reach a sensitivity of σ (Σmν = 60 meV) = 56 meV in the Λ CDM+Σmν model, whereas the combination with cosmic microwave background (CMB) data from Planck is expected to achieve σ (Σmν) = 23 meV, offering evidence of a non-zero neutrino mass to at least the 2.6 σ level. This could be pushed to a 4 σ detection if future CMB data from LiteBIRD and CMB Stage-IV were included. In combination with Planck, Euclid will also deliver tight constraints on Δ Neff < 0.144 (95%CL) in the Λ CDM+Σmν+Neff model or even Δ Neff < 0.063 when future CMB data are included. When floating the dark energy parameters, we find that the sensitivity to Neff remains stable, but for Σmν, it gets degraded by up to a factor of 2, at most. Conclusions. This work illustrates the complementarity among the Euclid spectroscopic and photometric surveys and among Euclid and CMB constraints. Euclid will offer great potential in measuring the neutrino mass and excluding well-motivated scenarios with additional relativistic particles.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11567/1245586
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Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.