Impacto de extensões da gravidade na inflação e reaquecimento

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Santos, Felipe Bruno Medeiros dos
• Orientador(a): Silva Júnior, Raimundo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Inflação cósmica; Acoplamento não-mínimo; Inflação morna
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54561

Neste trabalho, investigamos o impacto de extensões da gravidade em cenários de inflação cósmica, no qual se considera um campo escalar denominado inflaton, responsável pela expansão acelerada do universo primordial. Em particular, veremos como tais mudanças afetam o espectro de temperatura da Radiação Cósmica de Fundo, determinado com grande precisão pelos experimentos mais recentes dedicados a investigá-la. Inicialmente, consideraremos que o inflaton está não-minimamente acoplado à gravidade, e veremos as previsões do regime inflacionário para dois modelos específicos. O primeiro é caracterizado pelo potencial β-exponencial, que generaliza o conhecido modelo power-law, cuja forma é motivada pela inflação em branas; o modelo seguinte surge através de uma realização supersimétrica, usualmente chamada inflação de Witten-O’Raifeartaigh, pela sua motivação original. Pela realização de uma análise estatística, iremos estabelecer restrições nos parâmetros cosmológicos, e dos modelos em específico, para determinar alguma preferência dos dados para a presença de um acoplamento não-mínimo em ambos modelos. A ligação da inflação com o período de reaquecimento também é investigada em seguida, de forma que buscamos estabelecer a relação entre a duração e temperatura do reaquecimento com as propriedades do modelo. Escolhendo o modelo de Witten-O’Raifeartaigh, usamos os resultados da análise anterior para simular a era pós-inflacionária numericamente, que considera os efeitos não-lineares na evolução das flutuações do campo, amplificadas por um processo de préaquecimento. Estas flutuações podem ser responsáveis pela formação de estruturas de vida longa denominadas oscillons, argumentadas como sendo fontes de ondas gravitacionais primordiais. Finalmente, veremos a possibilidade de aplicação do cenário β-exponencial a ideia da inflação morna, na qual a dissipação de energia do campo escalar em radiação é realizada enquanto a inflação acontece, de forma que este grau de dissipação impacta significativamente as previsões de um dado modelo. Veremos que para o modelo β-exponencial, é possível realizar a concordância entre o regime forte de dissipação e as condições de swampland, recentemente investigadas na literatura no contexto da inflação morna.