Desenvolvimento de um emulador para o espectro de potência da matéria para modelos de interação no setor escuro

Abstract

Este trabalho propõe o desenvolvimento de um emulador para o espectro de potência da matéria utilizando redes neurais implementadas com a biblioteca CosmoPower. O treinamento do emulador é baseado em dados gerados por simulações de N-corpos realizadas com a biblioteca Particle Mesh with Derivatives (pmwd), modificada para incorporar o modelo de interação no setor escuro. A complexidade inerente à formulação matemática que descreve a formação de estruturas em regiões não lineares motiva o uso dessa abordagem computacional. Embora a aplicação do emulador para comparação com dados observacionais não seja realizada neste trabalho, o objetivo é que, uma vez concluído, ele possa viabilizar essa análise no futuro, permitindo investigar se o modelo de interação resolve tensões em parâmetros cosmológicos, como S8 e a constante de Hubble, em relação ao modelo ΛCDM.

This work aims to develop an emulator for the matter power spectrum using neural networks implemented with the CosmoPower library. The emulator is trained on data generated by N-body simulations performed with the Particle Mesh with Derivatives (pmwd) library, modified to incorporate the interacting dark sector model. The inherent complexity of the mathematical formulation describing structure formation in nonlinear regions motivates the use of this computational approach. Although applying the emulator for comparison with observational data is not carried out in this work, the goal is that, once completed, it can enable such analysis in the future, allowing an investigation into whether the interacting model resolves tensions in cosmological parameters, such as S8 and the Hubble constant, compared to the ΛCDM model.