„Es soll nachgeheizt werden“ und andere inflationsbezogene Fragen [geschlossen]

Ich habe einige grundlegende Fragen zur Inflation:

  1. Was ist Nacherwärmung genau? Was hat die Wiedererwärmung ausgelöst? Ist es etwas, das man aus dem Hut zieht? Durch welche Kraft kam es zum Verfall der Inflation?

  2. Wie kann ich mir die Inflation vorstellen? Es ist ein Skalarfeld, wie das Higgs, könnten wir jemals hoffen, die Inflation zu beobachten? Können wir der Feldanregung eine Masse zuordnen?

  3. Auf dem Blog Quantum Frontier habe ich folgendes gelesen:

    "Eine mögliche Lösung für den super-Planckschen Wert der Änderung des Inflationsfeldes während der Inflation ist, dass das Feld nicht gerade verläuft, sondern sich irgendwie im Kreis dreht." ( Post von Preskill auf Quantum Frontiers )

    Was ist mit „im Kreis gehen“ gemeint? Dass es um ein Minimum des Potenzials oszilliert (aber ist das nicht das Phänomen, das mit der Wiedererwärmung verbunden ist?) Oder ist es eine Identifikation, z ϕ ( X ) = ϕ ( X + 2 π ) ? (Das kommt mir noch seltsamer vor :S.)

Vielen Dank im Voraus.

Antworten (1)

  1. Wiedererwärmung ist das Zerfallen der Inflation in die Teilchen, die wir derzeit beobachten. Im Zusammenhang mit der Quantenfeldtheorie geschieht dies einfach, weil das Inflationsfeld entweder direkt mit dem Standardmodell (und möglicherweise anderen, noch unbeobachteten Teilchen) oder mit einem Feld gekoppelt ist χ die dann mit dem Standardmodell und möglichen Erweiterungen koppelt. Im Kontext der Quantentheorie ist das Konzept einer „Kraft“ vielleicht nicht immer die beste Art, über Teilchenwechselwirkungen nachzudenken.

  2. Die Inflation wird normalerweise als Skalarfeld angesehen. Einige Modelle nehmen das Higgs-Feld als Inflation an, obwohl kürzlich diskutiert wurde, ob die neuen BICEP2-Daten solche Higgs-Inflationsszenarien ausschließen. Alternativ kann man eine große Zahl verwenden N ≫ 1 von Skalarfeldern, die zusammen Inflation erzeugen. Dies scheint eine sehr vernünftige Option zu sein, wenn man von der Stringtheorie ausgeht, die normalerweise zu vielen Skalarfeldern führt (wenn jemand mehr darüber weiß, wäre jede Eingabe sehr willkommen).

  3. Viele Menschen versuchen, über einen Weg nachzudenken, wie das Inflationsfeld eine Super-Plancksche Verschiebung erfahren kann, was durch die BICEP2-Ergebnisse begünstigt zu sein scheint. Die Oszillationen um ein Minimum, die du erwähnst, sind etwas anderes. Im Zusammenhang mit (Vor-)Wiedererwärmung denkt man oft an ein sogenanntes Curvaton- Szenario. Die Bewegungsgleichung für das/die Skalarfeld(er) (unter Annahme des Standardpotentials v ( ϕ ) = 1 2 M 2 ϕ 2 ) Ist

    ϕ ″ + 3 H ϕ ' + M 2 ϕ = 0
    Daher, wenn H ≪ M 2 , oszillieren die Felder. Dies geschieht, wenn sich das/die Feld(er) in der Nähe des Potentialminimums befinden, weil H ist (unter Slow-Roll-Bedingungen) über die Friedmann-Gleichung mit dem Inflationspotential verbunden:
    H 2 = v 3 M Planck 2
    Um das Minimum herum, also H klein ist und die Lösung der Bewegungsgleichung schwingend ist. Dies ist das Curvaton- Szenario; dies ist eine der derzeit untersuchten Möglichkeiten zur Modellierung der (P-)Wiedererwärmung.

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