[論文レビュー] Implementing Power Law Inflation with Rolling Tachyon on the Brane

M. Sami|arXiv (Cornell University)|May 15, 2002

Power Systems and Technologies被引用数 13

ひとこと要約

本稿では、FRWブレイン上にV₀ϕ⁻¹ポテンシャルを持つタキオン場を提案し、ブレインワールド宇宙論におけるべき乗則インフレーションを実現する。このモデルは、ブレインに起因するフリードマン方程式の修正を活用しており、時間の経過とともにポテンシャルが逆二乗形に還元される。同様に、通常のスカラー場が逆二乗ポテンシャルを持つ場合も、ブレイン上でのべき乗則インフレーションを実現することが示された。

ABSTRACT

We study a minimally coupled tachyon field rolling down to its ground state on the FRW brane. We construct tacyonic potential which can implements power law inflation in the brane world cosmology. The potential turns out to be ${V_0 \\phi^{-1}}$ which reduces to inverse square potential at late times when brane corrections to the Friedmann equation become negligible. We also do similar exercise with a normal scalar field and discover that the inverse square potential on the brane leads to power law inflation.

研究の動機と目的

• FRWブレイン上に存在するタキオン場が、特定のポテンシャル形を介してべき乗則インフレーションを実現できるかどうかを調査すること。
• ブレインワールド宇宙論の修正フリードマン方程式におけるべき乗則インフレーションを実現するためのタキオンポテンシャルを導出すること。
• ブレイン補正を受ける状況下で、タキオン場と通常のスカラー場のべき乗則インフレーション生成挙動を比較すること。
• ブレイン効果が無視できる場合におけるタキオンポテンシャルの漸近的挙動を検討すること。

提案手法

• 最小結合されたタキオン場をFRWブレイン上に想定し、その基底状態へと進化するものとする。
• ブレインワールド宇宙論の修正フリードマン方程式におけるべき乗則インフレーションの条件を満たすようにタキオンポテンシャルを構築する。
• スケール因子が時間に対してべき乗則に従って進化するように、V₀ϕ⁻¹の形のポテンシャルを導出する。
• 遅い時限の極限を解析し、ブレイン補正が無視できる場合にポテンシャルが逆二乗形に漸近することを示す。
• 同様の解析を通常のスカラー場に対して繰り返し、インフレーションダイナミクスを比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブレイン上にV₀ϕ⁻¹ポテンシャルを持つタキオン場は、べき乗則インフレーションを生じるか？
• RQ2 ブレインワールド補正がフリードマン方程式に与える影響は、べき乗則インフレーションを実現するためのタキオンポテンシャルにどのように作用するか？
• RQ3 ブレイン効果が無視できる状況下で、タキオンポテンシャルの時間的漸近的挙動はいかなるものか？
• RQ4 通常のスカラー場が逆二乗ポテンシャルを持つ場合、ブレイン上でもべき乗則インフレーションを引き起こすか？

主な発見

• タキオンポテンシャルV₀ϕ⁻¹は、ブレインワールド宇宙論の枠組みにおいて、べき乗則インフレーションを成功裏に実装する。
• ブレイン補正が無視できる遅い時限において、タキオンポテンシャルは逆二乗形に漸近的に近づく。
• 通常のスカラー場が逆二乗ポテンシャルを持つ場合、ブレイン上でも同様にべき乗則インフレーションを実現する。
• 本モデルは、ブレインワールド宇宙論の文脈において、タキオン場および通常のスカラー場が適切なポテンシャル選択のもとでべき乗則膨張を生成可能であることを示している。