Utilisation de catalogues simulés pour les analyses BAO Lyman-alpha du relevé eBOSS

Using simulated catalogs for the Lyman-alpha BAO analyses of the eBOSS survey

• Auteur / Autrice : Julianna Stermer
• Direction : Christophe Balland
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique de l'univers
• Date : Soutenance le 12/04/2022
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Physique nucléaire et hautes énergies (Paris ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Delphine Hardin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Delphine Hardin, Alain Blanchard, Etienne Burtin, Alessandra Tonazzo, Stéphanie Escoffier, James Rich
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Blanchard, Etienne Burtin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oscillations baryoniques acoustiques

Énergie sombre (astronomie)

Cosmologie

Mots clés libres

Cosmologie

Énergie noire

Oscillations Acoustiques de Baryons

Lyman-alpha

Mocks

Cosmology

Dark energy

Baryon Acoustic Oscillation

Lyman-alpha

Mocks

Résumé

Les Oscillations Acoustiques de Baryons (BAO) sont l’une des sondes utilisées pour contraindre l’énergie noire. Les BAO proviennent de perturbations de l’homogénéité de l’univers primordial. Ils se manifestent par un excès de probabilité dans la fonction de corrélation de la matière à une distance caractéristique, appelée l’échelle acoustique. À haut redshift, la densité de traceurs de la matière est plus faible. Le traceur utilisé dans cette thèse est la collection d’absorptions Lyman-alpha (Ly-alpha) dans les spectres de quasars à z > 2.1. Cette thèse s’inscrit dans deux expériences, eBOSS et DESI, qui cherchent à mesurer l’histoire de l’expansion de l’Univers. Elle présente l’étude de systématiques de l’analyse en utilisant des catalogues simulés de Ly-alpha quasars, appelés mocks. La validité des ces mocks est d’abord confirmée par une analyse directe de leur fonctions de corrélation. J’étudie ensuite deux systématiques importantes : la présence de systèmes à haute densité de colonne (HCD) et la matrice de distorsion. La prise en compte des HCD repose sur la capacité d’algorithmes à les identifier dans les spectres pour ensuite les masquer. Je montre l’impact que différentes stratégies de masquage ont sur la fonction de corrélation et souligne une faiblesse du modèle dans l’ajustement des biais et paramètres RSD. Je valide ensuite la procédure de la matrice de distorsion qui restait jusque lors une systématique très peu testée.

The Baryon Acoustic Oscillation (BAO) is one of the probes used to constrain dark energy. It originates from perturbations in the homogeneity of the primordial universe. It allows for the measurement of an excess of probability in the correlation function of matter at a characteristic distance, called the acoustic scale. At high redshift, the density of matter tracers is lower. The tracer used in this thesis is the collection of Lyman-alpha (Ly-alpha) absorption troughs in quasar spectra at z > 2.1. This thesis is part of two experiments, eBOSS and DESI, which seek to measure the expansion history of the universe. It presents the study of systematics of analysis using simulated catalogs of Ly-alpha quasars, called mocks. The validity of those mocks is first confirmed by a direct analysis of their correlation functions. I then study two important systematics: the presence of high column density systems (HCDs) and the distortion matrix. Taking HCDs into account relies on the ability of algorithms to identify and then mask them in the spectra. I show the impact that different masking strategies have on the correlation function and highlight a weakness of the model in the adjustment of biases and RSD parameters. I then validate the procedure of the distortion matrix which remained, until then, a very little tested systematic.