Phenomenology of axion inflation with non-Abelian gauge fields
Een meer-veldenuitbreiding van natuurlijke inflatie nader onderzocht
Men gelooft dat ons heelal een vroege periode van versnelde expansie heeft doorgemaakt, bekend als kosmische inflatie, die nodig is om recente waarnemingen in overeenstemming te brengen met ons huidige fysische begrip. Hoewel het exacte mechanisme dat verantwoordelijk is voor dit fenomeen ons nog steeds ontgaat, weten we dat het kan worden gerealiseerd binnen het kader van een kwantumveldentheorie.
De eenvoudigste realisatie wordt gegeven door één enkel scalair veld dat uit het minimum van zijn potentiaal is verplaatst en zich langzaam daarheen beweegt. Een theoretisch goed gemotiveerde inflatoire kandidaat is natuurlijke inflatie, een model met één pseudoscalair veld waarbij de potentiaal een karakteristieke sinusoïdale vorm aanneemt. Ondanks de sterke theoretische basis staat dit model in contrast met recente experimentele grenzen en moet het daarom worden uitgebreid om een levensvatbaar inflatiemodel te vormen.
In zijn proefschrift onderzoekt Martino Michelotti dit door een meer-veldenuitbreiding van natuurlijke inflatie te beschouwen, waarbij het axion is gekoppeld aan ijkvelden. De nadruk ligt op de studie van aanvullende bronnen van wrijving die de dynamica van het axionveld vertragen, wat noodzakelijk is om een voldoende lange periode van inflatie in stand te houden en voorspellingen te verkrijgen die in overeenstemming zijn met waarnemingen. Daarnaast bestudeert Michelotti het gedrag van deze modellen in de aanwezigheid van niet-lineariteiten, wanneer primordiale kwantumfluctuaties die tijdens inflatie ontstaan groot worden.
Het werk in dit proefschrift zal samen met toekomstige waarnemingen bijdragen aan een beter begrip van de fysica van het vroege heelal.
Martino Michelotti voerde zijn onderzoek uit bij het Van Swinderen Institute for Particle Physics and Gravity.