Euclid preparation. Simulations and nonlinearities beyond $\Lambda$CDM. 1. Numerical methods and validation
J Adamek
,
B Fiorini
,
M Baldi
,
G Brando
,
M.-A Breton
(1)
,
F Hassani
,
K Koyama
,
A.M.C Le Brun
(1)
,
G Rácz
,
H.-A Winther
,
A Casalino
,
C Hernández-Aguayo
,
B Li
,
D Potter
,
E Altamura
,
C Carbone
,
C Giocoli
,
D.F Mota
,
A Pourtsidou
,
Z Sakr
(2)
,
F Vernizzi
(3)
,
A Amara
,
S Andreon
,
N Auricchio
,
C Baccigalupi
,
S Bardelli
,
P Battaglia
,
D Bonino
,
E Branchini
,
M Brescia
,
J Brinchmann
,
A Caillat
(4)
,
S Camera
,
V Capobianco
,
V.F Cardone
,
J Carretero
,
S Casas
,
F.J Castander
,
M Castellano
,
G Castignani
,
S Cavuoti
,
A Cimatti
,
C Colodro-Conde
,
G Congedo
,
C.J Conselice
,
L Conversi
,
Y Copin
(5)
,
F Courbin
,
H.M Courtois
(5)
,
A da Silva
,
H Degaudenzi
,
G de Lucia
,
Marian Douspis
(6)
,
F Dubath
,
X Dupac
,
S Dusini
,
M Farina
,
S Farrens
(7)
,
S Ferriol
(5)
,
P Fosalba
,
M Frailis
,
E Franceschi
,
M Fumana
,
S Galeotta
,
B Gillis
,
P Gómez-Alvarez
,
A Grazian
,
F Grupp
,
L Guzzo
,
S.V.H Haugan
,
W Holmes
,
F Hormuth
,
A Hornstrup
,
S Ilić
(8, 2)
,
K Jahnke
,
M Jhabvala
,
B Joachimi
,
E Keihänen
,
S Kermiche
(9)
,
A Kiessling
,
M Kilbinger
(7)
,
B Kubik
(5)
,
M Kümmel
,
M Kunz
,
H Kurki-Suonio
,
S Ligori
,
P.B Lilje
,
V Lindholm
,
I Lloro
,
G Mainetti
(10)
,
E Maiorano
,
O Mansutti
,
O Marggraf
,
K Markovic
,
M Martinelli
,
N Martinet
(4)
,
F Marulli
,
R Massey
,
E Medinaceli
,
S Mei
(11)
,
M Melchior
,
Y Mellier
(12)
,
M Meneghetti
,
E Merlin
,
G Meylan
,
M Moresco
,
L Moscardini
,
C Neissner
,
S.-M Niemi
(13)
,
C Padilla
,
S Paltani
,
F Pasian
,
K Pedersen
,
W.J Percival
,
V Pettorino
(13)
,
S Pires
(7)
,
G Polenta
,
M Poncet
(14)
,
L.A Popa
,
L Pozzetti
,
F Raison
,
A Renzi
,
J Rhodes
,
G Riccio
,
E Romelli
,
M Roncarelli
,
R Saglia
,
A.G Sánchez
,
D Sapone
,
B Sartoris
,
M Schirmer
,
T Schrabback
,
A Secroun
(9)
,
G Seidel
,
S Serrano
,
C Sirignano
,
G Sirri
,
L Stanco
,
J Steinwagner
,
P Tallada-Crespí
,
D Tavagnacco
,
I Tereno
,
R Toledo-Moreo
,
F Torradeflot
,
I Tutusaus
(2)
,
E.A Valentijn
,
L Valenziano
,
T Vassallo
,
G Verdoes Kleijn
,
A Veropalumbo
,
Y Wang
,
J Weller
,
G Zamorani
,
E Zucca
,
A Biviano
,
C Burigana
,
M Calabrese
,
D Di Ferdinando
,
J.A. Escartin Vigo
,
G Fabbian
,
F Finelli
,
J Gracia-Carpio
,
S Matthew
,
N Mauri
,
A Pezzotta
,
M Pöntinen
,
V Scottez
(12, 15)
,
M Tenti
,
M Viel
,
M Wiesmann
,
Y Akrami
,
V Allevato
,
S Anselmi
(1)
,
M Archidiacono
,
F Atrio-Barandela
,
A Balaguera-Antolinez
,
M Ballardini
,
A Blanchard
(2)
,
L Blot
(1)
,
H Böhringer
,
S Borgani
,
S Bruton
,
R Cabanac
(2)
,
A Calabro
,
B Camacho Quevedo
,
G Cañas-Herrera
(13)
,
A Cappi
(16)
,
F Caro
,
C.S Carvalho
,
T Castro
,
K.C Chambers
,
S Contarini
,
A.R Cooray
,
G Desprez
,
A Díaz-Sánchez
,
J.J Diaz
,
S Di Domizio
,
Herve Dole
(17, 6)
,
S Escoffier
(9)
,
A.G Ferrari
,
P.G Ferreira
,
I Ferrero
,
A Finoguenov
,
F Fornari
,
L Gabarra
,
K Ganga
(11)
,
J García-Bellido
,
T Gasparetto
,
V Gautard
(7)
,
E Gaztanaga
,
F Giacomini
,
F Gianotti
,
G Gozaliasl
,
C.M Gutierrez
,
A Hall
,
H Hildebrandt
,
J Hjorth
,
A. Jimenez Muñoz
(18)
,
S Joudaki
,
J.J.E Kajava
,
V Kansal
,
D Karagiannis
,
C.C Kirkpatrick
,
S Kruk
,
J Le Graet
(9)
,
L Legrand
,
J Lesgourgues
,
T.I Liaudat
(19)
,
A Loureiro
,
G Maggio
,
M Magliocchetti
,
F Mannucci
,
R Maoli
,
C.J.A.P Martins
,
Loïc Maurin
(6)
,
R.B Metcalf
,
M Migliaccio
,
M Miluzio
,
P Monaco
,
A Montoro
,
A Mora
,
C Moretti
,
G Morgante
,
S Nadathur
,
L Patrizii
,
V Popa
,
P Reimberg
(12)
,
I Risso
,
Pier-Francesco Rocci
(6)
,
M Sahlén
,
E Sarpa
,
A Schneider
,
M Sereno
,
A Silvestri
,
A Spurio Mancini
,
K Tanidis
,
C Tao
(9)
,
N Tessore
,
G Testera
,
R Teyssier
,
S Toft
,
S Tosi
,
A Troja
,
M Tucci
,
C Valieri
,
J Valiviita
,
D Vergani
,
G Verza
,
P Vielzeuf
(9)
,
N.A Walton
1
LUTH (UMR_8102) -
Laboratoire Univers et Théories
2 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
3 IPHT - Institut de Physique Théorique - UMR CNRS 3681
4 LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
5 IP2I Lyon - Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon
6 IAS - Institut d'astrophysique spatiale
7 AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) - Astrophysique Interprétation Modélisation
8 IJCLab - Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie
9 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
10 CC-IN2P3 - Centre de Calcul de l'IN2P3
11 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
12 IAP - Institut d'Astrophysique de Paris
13 ESA - Agence Spatiale Européenne = European Space Agency
14 CNES - Centre National d'Études Spatiales [Toulouse]
15 LPP - Laboratoire Paul Painlevé - UMR 8524
16 LAGRANGE - Joseph Louis LAGRANGE
17 IAS - Institut d'astrophysique spatiale
18 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
19 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
2 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
3 IPHT - Institut de Physique Théorique - UMR CNRS 3681
4 LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
5 IP2I Lyon - Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon
6 IAS - Institut d'astrophysique spatiale
7 AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) - Astrophysique Interprétation Modélisation
8 IJCLab - Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie
9 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
10 CC-IN2P3 - Centre de Calcul de l'IN2P3
11 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
12 IAP - Institut d'Astrophysique de Paris
13 ESA - Agence Spatiale Européenne = European Space Agency
14 CNES - Centre National d'Études Spatiales [Toulouse]
15 LPP - Laboratoire Paul Painlevé - UMR 8524
16 LAGRANGE - Joseph Louis LAGRANGE
17 IAS - Institut d'astrophysique spatiale
18 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
19 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
J Adamek
- Fonction : Auteur
B Fiorini
- Fonction : Auteur
M Baldi
- Fonction : Auteur
G Brando
- Fonction : Auteur
F Hassani
- Fonction : Auteur
K Koyama
- Fonction : Auteur
G Rácz
- Fonction : Auteur
H.-A Winther
- Fonction : Auteur
A Casalino
- Fonction : Auteur
C Hernández-Aguayo
- Fonction : Auteur
B Li
- Fonction : Auteur
D Potter
- Fonction : Auteur
E Altamura
- Fonction : Auteur
C Carbone
- Fonction : Auteur
C Giocoli
- Fonction : Auteur
D.F Mota
- Fonction : Auteur
A Pourtsidou
- Fonction : Auteur
A Amara
- Fonction : Auteur
S Andreon
- Fonction : Auteur
N Auricchio
- Fonction : Auteur
C Baccigalupi
- Fonction : Auteur
S Bardelli
- Fonction : Auteur
P Battaglia
- Fonction : Auteur
D Bonino
- Fonction : Auteur
E Branchini
- Fonction : Auteur
M Brescia
- Fonction : Auteur
J Brinchmann
- Fonction : Auteur
S Camera
- Fonction : Auteur
V Capobianco
- Fonction : Auteur
V.F Cardone
- Fonction : Auteur
J Carretero
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S Casas
- Fonction : Auteur
F.J Castander
- Fonction : Auteur
M Castellano
- Fonction : Auteur
G Castignani
- Fonction : Auteur
S Cavuoti
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A Cimatti
- Fonction : Auteur
C Colodro-Conde
- Fonction : Auteur
G Congedo
- Fonction : Auteur
C.J Conselice
- Fonction : Auteur
L Conversi
- Fonction : Auteur
F Courbin
- Fonction : Auteur
A da Silva
- Fonction : Auteur
H Degaudenzi
- Fonction : Auteur
G de Lucia
- Fonction : Auteur
Marian Douspis
- Fonction : Auteur
- PersonId : 751434
- IdHAL : marian-douspis
- ORCID : 0000-0003-4203-3954
- IdRef : 063461498
F Dubath
- Fonction : Auteur
X Dupac
- Fonction : Auteur
S Dusini
- Fonction : Auteur
M Farina
- Fonction : Auteur
P Fosalba
- Fonction : Auteur
M Frailis
- Fonction : Auteur
E Franceschi
- Fonction : Auteur
M Fumana
- Fonction : Auteur
S Galeotta
- Fonction : Auteur
B Gillis
- Fonction : Auteur
P Gómez-Alvarez
- Fonction : Auteur
A Grazian
- Fonction : Auteur
F Grupp
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L Guzzo
- Fonction : Auteur
S.V.H Haugan
- Fonction : Auteur
W Holmes
- Fonction : Auteur
F Hormuth
- Fonction : Auteur
A Hornstrup
- Fonction : Auteur
K Jahnke
- Fonction : Auteur
M Jhabvala
- Fonction : Auteur
B Joachimi
- Fonction : Auteur
E Keihänen
- Fonction : Auteur
A Kiessling
- Fonction : Auteur
M Kümmel
- Fonction : Auteur
M Kunz
- Fonction : Auteur
H Kurki-Suonio
- Fonction : Auteur
S Ligori
- Fonction : Auteur
P.B Lilje
- Fonction : Auteur
V Lindholm
- Fonction : Auteur
I Lloro
- Fonction : Auteur
E Maiorano
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O Mansutti
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O Marggraf
- Fonction : Auteur
K Markovic
- Fonction : Auteur
M Martinelli
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F Marulli
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R Massey
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E Medinaceli
- Fonction : Auteur
M Melchior
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M Meneghetti
- Fonction : Auteur
E Merlin
- Fonction : Auteur
G Meylan
- Fonction : Auteur
M Moresco
- Fonction : Auteur
L Moscardini
- Fonction : Auteur
C Neissner
- Fonction : Auteur
C Padilla
- Fonction : Auteur
S Paltani
- Fonction : Auteur
F Pasian
- Fonction : Auteur
K Pedersen
- Fonction : Auteur
W.J Percival
- Fonction : Auteur
G Polenta
- Fonction : Auteur
L.A Popa
- Fonction : Auteur
L Pozzetti
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F Raison
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A Renzi
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J Rhodes
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G Riccio
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E Romelli
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M Roncarelli
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R Saglia
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A.G Sánchez
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D Sapone
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B Sartoris
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M Schirmer
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T Schrabback
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G Seidel
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S Serrano
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C Sirignano
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G Sirri
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L Stanco
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J Steinwagner
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P Tallada-Crespí
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D Tavagnacco
- Fonction : Auteur
I Tereno
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R Toledo-Moreo
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F Torradeflot
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E.A Valentijn
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L Valenziano
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T Vassallo
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G Verdoes Kleijn
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A Veropalumbo
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Y Wang
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J Weller
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G Zamorani
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E Zucca
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A Biviano
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C Burigana
- Fonction : Auteur
M Calabrese
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D Di Ferdinando
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J.A. Escartin Vigo
- Fonction : Auteur
G Fabbian
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F Finelli
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J Gracia-Carpio
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S Matthew
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N Mauri
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A Pezzotta
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M Pöntinen
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M Tenti
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M Viel
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M Wiesmann
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Y Akrami
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V Allevato
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M Archidiacono
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F Atrio-Barandela
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A Balaguera-Antolinez
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M Ballardini
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H Böhringer
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S Borgani
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S Bruton
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A Calabro
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B Camacho Quevedo
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F Caro
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C.S Carvalho
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T Castro
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K.C Chambers
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S Contarini
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A.R Cooray
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G Desprez
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A Díaz-Sánchez
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J.J Diaz
- Fonction : Auteur
S Di Domizio
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Herve Dole
- Fonction : Auteur
- PersonId : 14907
- IdHAL : herve-dole
- ORCID : 0000-0002-9767-3839
- IdRef : 143106139
S Escoffier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 179794
- IdHAL : stephanie-escoffier
- ORCID : 0000-0002-2847-7498
- IdRef : 068869215
A.G Ferrari
- Fonction : Auteur
P.G Ferreira
- Fonction : Auteur
I Ferrero
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A Finoguenov
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F Fornari
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L Gabarra
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J García-Bellido
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T Gasparetto
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E Gaztanaga
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F Giacomini
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G Gozaliasl
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C.M Gutierrez
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A Hall
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H Hildebrandt
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J Hjorth
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S Joudaki
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J.J.E Kajava
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V Kansal
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D Karagiannis
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C.C Kirkpatrick
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S Kruk
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L Legrand
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M Magliocchetti
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M Migliaccio
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M Miluzio
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P Monaco
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A Montoro
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S Nadathur
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E Sarpa
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M Sereno
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A Spurio Mancini
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N Tessore
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G Testera
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M Tucci
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C Valieri
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J Valiviita
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D Vergani
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G Verza
- Fonction : Auteur
N.A Walton
- Fonction : Auteur
Résumé
To constrain models beyond $\Lambda$CDM, the development of the Euclid analysis pipeline requires simulations that capture the nonlinear phenomenology of such models. We present an overview of numerical methods and $N$-body simulation codes developed to study the nonlinear regime of structure formation in alternative dark energy and modified gravity theories. We review a variety of numerical techniques and approximations employed in cosmological $N$-body simulations to model the complex phenomenology of scenarios beyond $\Lambda$CDM. This includes discussions on solving nonlinear field equations, accounting for fifth forces, and implementing screening mechanisms. Furthermore, we conduct a code comparison exercise to assess the reliability and convergence of different simulation codes across a range of models. Our analysis demonstrates a high degree of agreement among the outputs of different simulation codes, providing confidence in current numerical methods for modelling cosmic structure formation beyond $\Lambda$CDM. We highlight recent advances made in simulating the nonlinear scales of structure formation, which are essential for leveraging the full scientific potential of the forthcoming observational data from the Euclid mission.