[論文レビュー] Superconformal approach to Higgs inflation from new K\"ahler potential

Sayantan Choudhury, Trina Chakraborty+1 more|arXiv (Cornell University)|May 5, 2013

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、超重力における超共形的アプローチを用いて、K"ahlerポテンシャルを変更することで、新しいヒッグスインフレーションモデルのクラスを提案する。超共形対称性の破れパラメータ$χ$を導入することで、モデルを3つのカテゴリーに分類し、$χ = \pm\frac{2}{3}$で最小カouplingが実現され、それらのインフレーション予測をWMAP9および補足データと照合する。非最小カouplingとヤクバイ型相互作用の許容範囲を特定し、成功裏に観測データと一致させた。

ABSTRACT

We introduce a new class of models of Higgs inflation using the superconformal approach to supergravity by modifying the K\ahler geometry. Using such a mechanism, we construct a phenomenological functional form of a new K\ahler potential. From this we construct various types of models which are characterized by a superconformal symmetry breaking parameter $\chi$, and depending on the numerical values of $\chi$ we classify all of the proposed models into three categories. Models with minimal coupling are identified by $\chi=\pm\frac{2}{3}$ branch which are made up of shift symmetry preserving flat directions. We also propose various other models by introducing a non-minimal coupling of the inflaton field to gravity described by $\chi eq\frac{2}{3}$ branch. We employ all these proposed models to study the inflationary paradigm by estimating the major cosmological observables and confront them with recent observational data from WMAP9 and other complementary data sets. We also mention an allowed range of non-minimal couplings and the {\it Yukawa} type of couplings appearing in the proposed models used for cosmological parameter estimation.

研究の動機と目的

• 超重力における超共形的アプローチを用いて、新しいヒッグスインフレーションモデルのクラスを開発すること。
• 修正されたK"ahlerポテンシャルが、実現可能なインフレーションダイナミクスに与える役割を調査すること。
• 超共形対称性破れパラメータ$\chi$に基づいてモデルを分類し、最小カouplingおよび非最小カouplingの状況を含む、明確なクラスを特定すること。
• 宇宙論的観測量を推定し、WMAP9および補足データセットからの観測データとモデル予測を照合すること。
• 提案されたモデルにおける非最小カouplingおよびヤクバイ型カouplingの許容範囲を特定すること。

提案手法

• 超共形超重力におけるK"ahler幾何を変更するための、新たなK"ahlerポテンシャルの現象論的関数形を構築する。
• モデルを3つの明確なカテゴリーに分類するための主要な制御パラメータとして、超共形対称性破れパラメータ$\chi$を導入する。
• $\chi = \pm\frac{2}{3}$のモデルは、最小カouplingであり、平坦な方向を保存するシフト対称性を有する。
• $\chi \neq \frac{2}{3}$の場合は、重力への非最小カouplingを導入し、より広範なモデル構築を可能にする。
• 構築されたモデルから、スカラースペクトル指数やテンソル対スカラー比などのインフレーション観測量を計算する。
• モデルの予測をWMAP9および補足データセットからの観測データと照合することで、パラメータを制約し、一貫性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超共形的アプローチにおけるK"ahlerポテンシャルの修正が、ヒッグスインフレーションの実現にどのように影響を与えるか？
• RQ2 超共形対称性破れパラメータ$\chi$の異なる値から生じる、ヒッグスインフレーションモデルの明確なクラスは何か？
• RQ3 $\chi = \pm\frac{2}{3}$のモデルが、シフト対称性を保存する平坦な方向と実現可能なインフレーションを支持できるか？
• RQ4 $\chi \neq \frac{2}{3}$を介して導入される重力への非最小カouplingは、インフレーションダイナミクスおよび観測量にどのように影響を与えるか？
• RQ5 現在の観測制約と整合する非最小カouplingおよびヤクバイ型カouplingの許容範囲は何か？

主な発見

• 提案されたモデルは、超共形対称性破れパラメータ$\chi$の値に基づき3つのカテゴリーに分類される。
• $\chi = \pm\frac{2}{3}$のモデルは、最小カouplingであり、シフト対称性を保存する平坦な方向を有する。
• $\chi \neq \frac{2}{3}$により、重力への非最小カouplingが実現され、より広範なインフレーションモデルのクラスが可能になる。
• モデルから導かれた宇宙論的観測量は、最近のWMAP9および補足データセットと整合する。
• 非最小カouplingの許容範囲が特定され、観測制約と整合するよう保証される。
• モデル内のヤクバイ型カouplingは、現在のデータからの宇宙論的パrameter推定と整合する範囲に制限される。