[論文レビュー] Trapped Brane Features in DBI Inflation

Philippe Brax, Emeline Cluzel|arXiv (Cornell University)|Oct 21, 2010

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 37被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、DBIインフレーションにおけるトラップされたブレインが、ブレインが交差する際にインフレートン摂動のスペクトルに不連続なジャンプを引き起こす仕組みを調査している。この特徴は、交差時の音速ホライズンスケールに対応する。この効果は、ブレインのトラップによる有効インフレートンポテンシャルの変更に起因し、初期宇宙の揺らぎに観測可能なインプリントを残す。

ABSTRACT

We consider DBI inflation with a quadratic potential and the effect of trapped branes on the inflationary fluctuations. When going through a trapped brane the effective potential of the inflaton receives a contribution whose effect is to induce a jump in the power spectrum of the inflaton perturbations. This feature appears in the power spectrum at a scale corresponding to the size of the sound horizon when the two branes cross each other.

研究の動機と目的

• DBIインフレーションフレームワークにおけるトラップされたブレインがインフレーション揺らぎに与える影響を調査すること。
• ブレイン衝突中にブレイントラップが有効インフレートンポテンシャルにどのように変更を加えるかを分析すること。
• ブレイン交差が初期宇宙のパワースペクトルに与えるインプリントを特定すること。
• パワースペクトルに生じる特徴のスケールと性質を特定すること。

提案手法

• 二次関数的ポテンシャルを用いたDBIインフレーションのモデル化と、修正された有効ポテンシャルダイナミクスを介したトラップされたブレイン効果の組み込み。
• DBI作用形式を用いて、トラップされたブレイン構成を通るインフレートン場の時間発展を追跡すること。
• インフレートン摂動のパワースペクトルを計算し、ブレイン交差によって誘発される不連続性を同定すること。
• パワースペクトルにおける特徴のタイミングが、ブレイン交差時の音速ホライズンスケールとどのように関連するかを関連付けること。
• インフレートンとトラップされたブレインの自由度の間の相互作用を記述するために有効場理論アプローチを用いること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 トラップされたブレインの存在が、DBIインフレーションにおけるインフレートンの有効ポテンシャルにどのように影響を与えるか？
• RQ2 ブレイン交差によって誘発される特徴が、パワースペクトルのどのスケールに現れるか？
• RQ3 ブレイントラップに起因するパワースペクトルのジャンプの物理的起源は何か？
• RQ4 音速ホライズンスケールは、ブレイン交差イベントのタイミングとどのように関係するか？

主な発見

• ブレインが交差する際に、有効ポテンシャルの急激な変化により、インフレートン摂動のパワースペクトルにジャンプが誘発される。
• 特徴は、ブレイン交差時の音速ホライズンサイズに対応するスケールに現れる。
• トラップされたブレイン効果によるポテンシャルの修正が、パワースペクトルの滑らかでない時間発展を引き起こす。
• ジャンプは、ブレイン相互作用中の有効ダイナミクスの不連続な変化の直接的結果である。