SkewerJAX: espectros Ly-alpha rápidos e um modelo de contaminação por metais para levantamentos

• Processo: 25/24623-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2026
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Astronomia - Astrofísica Extragaláctica
• Pesquisador responsável: Luis Raul Weber Abramo
• Beneficiário: Daniel López Cano
• Supervisor: Andreu Font-Ribera
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Institut De Física D'Altes Energies, Espanha
• Vinculado à bolsa: 24/05768-9 - Conectando galáxias e halos de matéria escura, BP.PD
• Assunto(s): Modelagem computacional Simulação numérica Cosmologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: análise de dados científicos | estrutura em grande escala | Grandes levantamentos galácticos | Ly-alpha forest | Modelagem computacional | Simulações Númericas | Cosmologia

Resumo

Este BEPE estende e articula quatro iniciativas FAPESP em andamento: (i) minha Bolsa de Pós-Doutorado 2024/05768-9 (mocks multi-tracer e software aberto para S-PLUS/J-PAS), (ii) o Projeto Temático FAPESP 2019/26492-3 (conexão galáxia-halo), (iii) o projeto FAPESP-ANR 2022/03426-8 (programa Brasil-França para o levantamento conjunto J-PAS/WEAVE-QSO) e (iv) a Bolsa de Mestrado 2023/18127-9 de Victor Roberto Soares da Silva, a quem cooriento em um projeto voltado a conectar simulações e sistemas de Ly-¿. O BEPE fornece o elo que faltava para levar nosso conjunto de ferramentas de geração de mocks e análise ao domínio do IGM/absorção, com entregáveis bem definidos e impacto imediato para DESI/J-PAS/WEAVE-QSO.No cenário multi-probe atual, a floresta de Ly-¿ e absorvedores associados (DLAs, sub-DLAs, LLSs) são fundamentais, mas a precisão está cada vez mais limitada pela nossa capacidade de construir modelos diretos rápidos e fidedignos - especialmente um tratamento robusto da contaminação por metais no espectro de potência unidimensional do fluxo (P1D). Assim, o BEPE se centra em um entregável de alto impacto: um artigo de primeiro autor apresentando um modelo validado e pronto para aplicação de contaminação por metais para análises de Ly-¿, com parametrização fisicamente motivada empregando simulações hidrodinâmicas e mocks controlados; a implementação será pública e pronta para integração em pipelines.Para viabilizar o artigo, desenvolvei o SkewerJAX: um pipeline em JAX, aberto, de alto desempenho e diferenciável para sintetizar skewers de Ly-¿ a partir de diversos insumos (simulações DM-only/hidrodinâmicas). O SkewerJAX fornecerá cálculos de profundidade óptica/fluxo transmitido e estatísticas sumárias com vetorização/JIT e compatibilidade com GPU, e será lançado como código público com documentação e conjuntos de dados sintéticos mínimos, garantindo reprodutibilidade e treinamento no âmbito do Projeto Temático e da colaboração FAPESP-ANR.A partir de fevereiro de 2026, uma residência presencial no COSMO-LyA/IFAE (Barcelona), supervisionada por Andreu Font-Ribera (com coorientação de Jonás Chaves-Montero), proporcionará interação diária com especialistas e integração a codebases e fluxos de trabalho maduros - exatamente o necessário para entregar, dentro da janela do BEPE, (1) o artigo submetido sobre contaminação por metais e (2) o SkewerJAX v1. Esses resultados sustentarão desdobramentos (atenuação do IGM em LAEs, DLAs/LLSs em zoom-ins bariónicos, cosmologia com light-cones reescalados) ao mesmo tempo em que consolidam os vínculos entre a PD 2024/05768-9, o Temático 2019/26492-3, o FAPESP-ANR 2022/03426-8 e a BM 2023/18127-9. (AU)