Mitigating the noise of DESI mocks using analytic control variates - Archive ouverte HAL
Article Dans Une Revue The Astrophysical Journal Année : 2023

Mitigating the noise of DESI mocks using analytic control variates

Boryana Hadzhiyska
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Martin J White
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Xinyi Chen
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Lehman H Garrison
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Joseph Derose
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Nikhil Padmanabhan
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Cristhian Garcia-Quintero
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Juan Mena-Fernández
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Shi-Fan Chen
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Hee-Jong Seo
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Patrick Mcdonald
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Jessica Aguilar
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Steven Ahlen
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David Brooks
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Todd Claybaugh
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Axel de la Macorra
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Peter Doel
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Jaime E Forero-Romero
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Satya Gontcho A. Gontcho
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Klaus Honscheid
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Anthony Kremin
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Martin Landriau
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Jundan Nie
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Mehdi Rezaie
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Graziano Rossi
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Eusebio Sanchez
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Michael Schubnell
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Gregory Tarlé
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Mariana Vargas-Magaña
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Zhimin Zhou
  • Fonction : Auteur

Résumé

In order to address fundamental questions related to the expansion history of the Universe and its primordial nature with the next generation of galaxy experiments, we need to model reliably large-scale structure observables such as the correlation function and the power spectrum. Cosmological $N$-body simulations provide a reference through which we can test our models, but their output suffers from sample variance on large scales. Fortunately, this is the regime where accurate analytic approximations exist. To reduce the variance, which is key to making optimal use of these simulations, we can leverage the accuracy and precision of such analytic descriptions using Control Variates (CV). We apply two control variate formulations to mock catalogs generated in anticipation of upcoming data from the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) to test the robustness of its analysis pipeline. Our CV-reduced measurements, of the power spectrum and correlation function, both pre- and post-reconstruction, offer a factor of 5-10 improvement in the measurement error compared with the raw measurements from the DESI mock catalogs. We explore the relevant properties of the galaxy samples that dictate this reduction and comment on the improvements we find on some of the derived quantities relevant to Baryon Acoustic Oscillation (BAO) analysis. We also provide an optimized package for computing the power spectra and other two-point statistics of an arbitrary galaxy catalog as well as a pipeline for obtaining CV-reduced measurements on any of the AbacusSummit cubic box outputs. We make our scripts, notebooks, and benchmark tests against existing software publicly available and report a speed improvement of a factor of $\sim$10 for a grid size of $N_{\rm mesh} = 256^3$ compared with $\texttt{nbodykit}$.

Dates et versions

hal-04199014 , version 1 (07-09-2023)

Identifiants

Citer

Boryana Hadzhiyska, Martin J White, Xinyi Chen, Lehman H Garrison, Joseph Derose, et al.. Mitigating the noise of DESI mocks using analytic control variates. The Astrophysical Journal, 2023, 6, pp.2308.12343. ⟨10.21105/astro.2308.12343⟩. ⟨hal-04199014⟩
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