Characterizing large-scale structure tracers with machine learning

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Rodrigues, Natália Villa Nova
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-11092025-192533/
Resumo: In the era of high-precision cosmology, a major challenge is to efficiently and accurately model large-scale structure in the nonlinear regime, and to extract the maximum information from the vast datasets provided by modern surveys. In this context, machine learning methods have gained attention for their flexibility in handling large and complex datasets. In this work, we address the modeling of large-scale structure in three main directions. First, on the observational side, we develop methods to classify quasars, galaxies, and stars in the miniJPAS narrow-band photometric survey. Second, we investigate the halo-galaxy connection, a key element in linking cosmological and galaxy formation models with observables. Third, we study how to model the distribution of dark matter halos based on information from the underlying dark matter field. Across different contexts, we explore how machine learning can contribute to the characterization of halos, galaxies, and quasars, which act as tracers of the underlying matter distribution. Together, these efforts contribute to the broader goal of modeling the large-scale structure of the Universe and addressing fundamental questions in cosmology.
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spelling Characterizing large-scale structure tracers with machine learningCaracterização de traçadores da estrutura em grande escala com aprendizado de máquinaaprendizado de máquinaconexão halo-galáxiaestrutura em grande escalahalo-galaxy connectionlarge-scale structurelevantamentos fotométricosmachine learningphotometric surveysIn the era of high-precision cosmology, a major challenge is to efficiently and accurately model large-scale structure in the nonlinear regime, and to extract the maximum information from the vast datasets provided by modern surveys. In this context, machine learning methods have gained attention for their flexibility in handling large and complex datasets. In this work, we address the modeling of large-scale structure in three main directions. First, on the observational side, we develop methods to classify quasars, galaxies, and stars in the miniJPAS narrow-band photometric survey. Second, we investigate the halo-galaxy connection, a key element in linking cosmological and galaxy formation models with observables. Third, we study how to model the distribution of dark matter halos based on information from the underlying dark matter field. Across different contexts, we explore how machine learning can contribute to the characterization of halos, galaxies, and quasars, which act as tracers of the underlying matter distribution. Together, these efforts contribute to the broader goal of modeling the large-scale structure of the Universe and addressing fundamental questions in cosmology.Na era da cosmologia de alta precisão, um dos principais desafios é modelar de forma eficiente e acurada a estrutura em grande escala no regime não linear, além de extrair o máximo de informação dos extensos conjuntos de dados fornecidos pelos levantamentos modernos. Nesse contexto, o aprendizado de máquina tem ganhado destaque por sua flexibilidade para lidar com a complexidade e volume desses dados. Neste trabalho, abordamos a modelagem da estrutura em grande escala em três principais direções. Primeiro, do ponto de vista observacional, desenvolvemos métodos para classificar quasares, galáxias e estrelas no levantamento fotométrico de bandas estreitas miniJPAS. Segundo, investigamos a conexão entre as propriedades das galáxias e de seus halos de matéria escura hospedeiros -- uma importante área para relacionar modelos cosmológicos e de formação de galáxias aos observáveis. Terceiro, estudamos como modelar a distribuição dos halos de matéria escura a partir da informação do campo de matéria escura subjacente. Em diferentes contextos, exploramos como técnicas de aprendizado de máquina podem contribuir na caracterização de halos, galáxias e quasares, que funcionam como traçadores enviesados da distribuição de matéria. Esses projetos são complementares dentro do objetivo mais amplo de modelar a estrutura em grande escala do Universo e avançar na compreensão de questões fundamentais da cosmologia.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAbramo, Luis Raul WeberDorta, Antonio David MonteroJoyanes, Francisco Shu KitauraRodrigues, Natália Villa Nova2025-08-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-11092025-192533/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2025-09-12T15:13:02Zoai:teses.usp.br:tde-11092025-192533Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-09-12T15:13:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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