Congreso Colombiano de Astronomía y Astrofísica - 2012

ANISOTROPÍA ESTADÍSTICA EN MODELOS INFLACIONARIOS CON MÚLTIPLES CAMPOS VECTORIALES Y/O EXPANSIÓN ANISÓTROPA PROLONGADA

Not scheduled

15m

Grupo Halley (Universidad Industrial de Santander)

Presentaciones Orales Astronomía extragaláctica

Speaker

Prof. Luis Gabriel Gómez Díaz (Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander, Ciudad Universitaria, Bucaramanga 680002, Colombia-Centro de Investigaciones en Ciencias Básicas y Aplicadas, Universidad Antonio Nariño, Cra 3 Este # 47A - 15, Bogotá D.C. 110231, Colombia.)

Description

Se presentan de manera general las contribuciones de perturbaciones de múltiples campos escalares, múltiples campos vectoriales y de la expansión anisótropa a la generación de anisotropía estadística en la perturbación primordial en la curvatura ζ. Dicho estudio se realiza a través de una metodología alternativa a la teoría de perturbaciones cosmológicas (TPC) denominada el formalismo δN [1]. En esta poderosa herramienta, la cual se emplea para calcular ζ y analizar sus propiedades estadísticas, la perturbación primordial en la curvatura se identifica con la perturbación en el monto de expansión N desde un tiempo inicial correspondiente a un slicing plano, es decir con curvatura espacial constante, hasta un tiempo final correspondiente a un slicing de densidad de energía uniforme. Este formalismo proporciona una expresión para ζ la cual es válida a todos los órdenes en TPC y, sin embargo, sólo es válida en escalas de superhorizonte (en absoluto contraste con TPC). Por supuesto, para extraer las propiedades estadísticas de la distribución de ζ, se requiere en la práctica expandir N en una serie de Taylor la cual se trunca al orden necesario. En este trabajo se consideran únicamente términos hasta primer orden en la expansión (lo que corresponde diagramáticamente a considerar únicamente contribuciones a nivel árbol [2,3]) ya que estamos interesados en calcular el espectro de ζ y no otras funciones espectrales. A partir de esta metodología se consideran dos casos específicos que determinan la forma del espectro de la perturbación primordial en la curvatura. El primero surge cuando se considera la posibilidad de expansión isótropa, lo que a su vez implica invarianza ante rotaciones espaciales de los correladores de n puntos de los campos involucrados (isotropía estadística en las perturbaciones de los campos); como resultado de esta consideración, se obtienen tantos niveles de anisotropía estadística en ζ como número de campos vectoriales presentes y, por consiguiente, múltiples direcciones preferentes; este resultado señala que pueden existir diferentes parametrizaciones a la de una única dirección. El segundo caso se origina cuando se considera expansión anisótropa, lo que conlleva a obtener s + v contribuciones adicionales con respecto al primer caso a la generación de anisotropía estadística en ζ, siendo s y v el número de campos escalares y vectoriales involucrados respectivamente. Los resultados obtenidos en este trabajo acerca de la anisotropía estadística se aplican a dos modelos inflacionarios vectoriales que han tenido una gran aceptación en la comunidad científica: el modelo de Hairy-inflation [4], en el que el campo escalar está acoplado al campo vectorial mediante la función cinética f, y el modelo de Gauge-flation [5] en el que se consideran tres campos vectoriales de Gauge no Abelianos sin presencia de campos escalares. Como resultados de estos análisis, se excluye el modelo de Gauge-flation dado que, para éste, se obtiene un nivel de anisotropía estadística muy grande (g_ζ=-1), resultando incoherente con las observaciones: g_ζ=0.290±0.031 [6]. Este resultado se deriva del hecho de considerar campos de Gauge no Abelianos sin masa, lo que conlleva a que no haya contribución del espectro asociado a la polarización longitudinal. Adicionalmente a estos resultados, se logra explicar de manera satisfactoria el origen del signo negativo del nivel de anisotropía estadística generado en el modelo de Hairy-inflation. Para este modelo se considera como dirección preferencial la dirección de expansión anisótropa, lo cual no es la única posibilidad; este último aspecto se observa con mayor claridad cuando se considera el caso más general en la generación del espectro de ζ en donde se originan nuevas direcciones preferenciales asociadas a las perturbaciones de los campos; las perspectivas de trabajo alrededor de este aspecto serán brevemente discutidas. [1] D. H. Lyth and Y. Rodríguez, Inflationary Prediction for Primordial Non-Gaussianity, Phys. Rev. Lett. 95, 121302 (2005). [2] C. T. Byrnes, K. Koyama, M. Sasaki, and D. Wands, Diagrammatic Approach to Non-Gaussianity from Inflation, JCAP 0711, 027 (2007). [3] C. A. Valenzuela-Toledo, Y. Rodríguez, and J. P. Beltrán Almeida, Feynman-like Rules for Calculating n-Point Correlators of the Primordial Curvature Perturbation, JCAP 1110, 020 (2011). [4] M. a. Watanabe, S. Kanno and J. Soda, Inflationary Universe With Anisotropic Hair, Phys. Rev. Lett. 102, 191302 (2009). [5] A. Maleknejad and M.M. Sheikh-Jabbari, Non-Abelian Gauge Field Inflation, Phys. Rev. D 84, 043515 (2011). [6] N. E. Groeneboom, L. Ackerman, I. K. Wehus, and H. K. Eriksen, Bayesian analysis of an anisotropic universe model: systematics and polarization. Astrophys.J., 722, 452 (2010).