[論文レビュー] The true story about the cosmological r\^ole of cosmic strings

Jonathan Rocher, Mairi Sakellariadou|arXiv (Cornell University)|May 14, 2004

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、ハイブリッドインフレーションモデルにおけるSUSY GUTにおける宇宙ひもの宇宙論的役割を調査し、CMBデータへのその寄与がインフレーションパラメータを制約することを示している。F-termインフレーションでは微調整またはカーバトン機構が要求され、D-termインフレーションではSUGRAフレームワークが必須であり、従来の仮定とは異なり、文字通り定数ではなく動的に変化するストリング寄与が示された。

ABSTRACT

In the context of SUSY GUTs, GUT scale cosmic strings formed at the end of hybrid inflation are compatible with currently available CMB measurements. The maximum allowed cosmic strings contribution to the CMB data constrains the free parameters (mass scales, couplings) of inflationnary models. For F-term inflation either the superpotential coupling must be fine tunned or one has to imply the curvaton mechanism. D-term inflation should be addressed in the framework of SUGRA. Here, the cosmic strings contribution is not a constant as it has been incorrectly stated previously in the literature. Moreover, in this model it is possible to constrain the gauge and the superpotential couplings.

研究の動機と目的

• ハイブリッドインフレーション中に生成されるGUTスケールの宇宙ひもが、現在のCMB観測と整合するかを評価すること。
• 宇宙ひもによる寄与を用いて、インフレーションモデルの自由パラメータ（質量スケールや結合定数）を制約すること。
• F-termおよびD-termインフレーションが宇宙ひもをどのように生成するか、およびその宇宙論的データへの影響を明確にすること。
• 文献において宇宙ひもがCMBに与える寄与が定数であるという誤解を是正すること。
• カーバトン機構とSUGRAフレームワークがD-termインフレーションモデルにおける矛盾を解消できるかを検討すること。

提案手法

• SUSY GUTとハイブリッドインフレーションの枠組み内で、宇宙ひもがCMB非一様性に与える寄与を分析すること。
• 現在のCMBデータからの制約を適用し、インフレーションモデルの許容されるパラメータ空間を制限すること。
• F-termおよびD-termインフレーションの状況において、超ポテンシャルとゲージ結合定数の役割を評価すること。
• 宇宙ひもによる寄与が定数ではなく、モデル固有のダイナミクスに依存することを示すこと。
• SUGRA形式を用いてD-termインフレーションモデルを分析し、観測された宇宙論的データと整合することを保証すること。
• F-termおよびD-termインフレーションモデルの予測をCMB測定値と比較し、妥当性を評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハイブリッドインフレーション中に生成されるGUTスケールの宇宙ひもは、現在のCMBデータとどの程度整合するか？
• RQ2 CMB測定値は、F-termインフレーションモデルにおける質量スケールや結合定数にどのような制約を課すか？
• RQ3 なぜF-termインフレーションモデルではカーバトン機構が必要となり、その意味は何か？
• RQ4 D-termインフレーションにおいて、CMBへの宇宙ひもの寄与は、従来の仮定とはどのように異なるか？
• RQ5 SUGRAフレームワークは、宇宙ひもを含むD-termインフレーションモデルにおける不整合を解消できるか？

主な発見

• SUSY GUTにおけるハイブリッドインフレーションの終焉に生成される宇宙ひもは、現在のCMB測定と整合する。
• CMBデータへの宇宙ひもの最大許容寄与が、インフレーションモデルの自由パラメータを制約する。
• F-termインフレーションでは、超ポテンシャル結合定数を微調整するか、カーバトン機構を導入しなければ観測と一致しない。
• D-termインフレーションは、SUGRAフレームワークがなければ成立せず、孤立して扱えない。
• CMBへの宇宙ひもの寄与は定数ではなく、従来の文献の仮定とは矛盾する。
• CMBデータを用いて、D-termインフレーションモデルにおけるゲージおよび超ポテンシャル結合定数を制約可能である。