Speaker
Ana Romero
(Grupo de Campos y Partículas, Departamento de Fisica, Universidad Nacional de Colombia)
Description
Realizamos un estudio de la etapa de recalentamiento que se presume se presenta después de la etapa de inflación [1,2]. Asumimos que la inflación es dirigida por el campo de Higgs del modelo estándar de partículas elementales, por lo
que trabajamos con el lagrangiano del sector escalar de este modelo adicionándole un término de acoplamiento no minimal del campo de Higgs con la gravedad. Este escenario de inflación fue propuesto inicialmente por Bezrukov y Shaposhnikov en 2008 [3,4]. El recalentamiento ocurre debido a que la oscilación alrededor del mínimo del potencial del campo escalar de Higgs, que hace el papel de inflatón, produce partículas elementales
que interactúan entre sí a través de los campos bosónicos vectoriales que describen las interacciones fundamentales, hasta
que eventualmente se alcanza una temperatura de equilibrio [5,6,7]. Analizamos el proceso de recalentamiento mediante el uso de una teoría perturbativa, así como empleando las
oscilaciones coherentes del campo [8,9]. Lo anterior nos permite determinar si, para el caso de inflación dirigida por el campo de Higgs, el proceso de recalentamiento por resonancia
paramétrica es o no dominante [10,11]. Este análisis lo realizamos tanto en el marco de Jordan como en el de Einstein, con el propósito de establecer si, para la inflación dirigida por
el campo de Higgs, estos dos marcos siguen siendo equivalentes durante el proceso de recalentamiento, tal como generalmente es
asumido en la literatura [12,13,14]. A partir de la razón entre las producciones de partículas escalares debidas a recalentamiento perturbativo y por resonancia, y considerando que
el campo implicado en el recalentamiento es el campo de Higgs, encontramos que las etapas de inflación y de recalentamiento no son necesariamente disyuntas y que pueden coexistir en muchos casos. Observamos que la coexistencia de las etapas de inflación y recalentamiento resulta importante especialmente cuando se evalúan las tasas de decaimiento de partículas escalares y
fermiónicas [15]. Así mismo, mostramos que debido a que los procesos de pre-calentamiento y de recalentamiento no son instantáneos, ellos pueden coexistir, con lo cual el equilibrio
térmico no puede ser alcanzado de manera inmediata.
Finalmente, asumiendo que el proceso de recalentamiento no es instántaneo, obtenemos una relación entre el parámetro de Hubble y la
temperatura, que nos permite concluir que la relación entre la temperatura y el factor de escala (relacionado con el parámetro de Hubble) durante el proceso de recalentamiento es diferente a la relación que se obtendría si el Universo fuera dominado por la radiación o por la materia [16,17].
Referencias
[1] A. D Linde, Phys. Lett.B 108, 389-393 (1982).
[2] A.D. Linde, Phys. Lett. B 129, 177-181 (1983) .
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[5] R. Allahverdi, R. Brandenberger, F-Y. Cyr-Racine and A. Mazumdar, Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 60, 27-51 (2010).
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[13] Y. Hosotani, Phys. Rev. D 32, 1949-1953 (1985).
[14] B. A. Bassett and S. Liberati, Phys. Rev. D 58, 021302(R) (1998).
[15] S. Tsujikawa, K. Maeda and T. Torii, Phys. Rev. D 60, 063515 (1999).
[16] R. Brandenberger, arXiv:1103.2271v1, 11 Mar (2011).
[17] J. García-Bellido, Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 357, 3237-3257 (1999).
Primary authors
Ana Romero
(Grupo de Campos y Partículas, Departamento de Fisica, Universidad Nacional de Colombia)
Dr
Carlos Quimbay
(Grupo de Campos y Partículas, Departamento de Fisica, Universidad Nacional de Colombia.)
