Primordial fluctuations in string cosmology

• Auteur / Autrice : Larissa Claudia Lorenz
• Direction : Jérôme Martin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique théorique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Cosmologie

Inflation

Pertubations

Rayonnement cosmologique de fond

Théorie des cordes

Branes

Résumé

Dans cette thèse, nous étudions des scénarios inflationnaires basés sur la théorie des cordes. Nous présentons d'abord une comparaison de l'inflation branaire dite “de KKLMMT” (nommée ainsi du nom des auteurs de ce scénario) aux données obtenues par le satellite Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP). Ensuite, nous nous intéressons aux conséquences de la dynamique modifiée de l'inflaton (dit “k-inflation”); nous établissons quelles sont les prédictions observationnelles de ces scénarios en insistant sur les différences par rapport au cas standard. Nous traitons en détail un cas particulier connu sous le nom de “Dirac Born Infeld (DBI) inflation”. Dans un second temps, nous comparons ces prédictions aux résultats de WMAP. Deux autres travaux portent sur la fin de l'inflation branaire : nous calculons le comportement des perturbations entropiques au début de l'annihilation entre brane et anti-brane dans le modèle “KKLMMT” et nous étudions le réchauffement de l'univers à la suite de plusieurs collisions entre branes dans le scénario dit de “l'inflation en monodromie”. Finalement, nous abordons la question du comportement stochastique d'un champ d'inflaton avec une dynamique de type DBI.

This thesis is dedicated to the study of inflationary scenarios based on string theory. We present first a detailed comparison of the “KKLMMT brane inflation” scenario to data from the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) satellite. We then turn our attention to the consequences of modified dynamics for the inflaton: outside the string theory context, these scenarios are known as k-inflation, and we establish their observational predictions with particular regard for the differences to the standard case (where the inflaton kinetic term is canonical). We study in detail the case of “Dirac Born Infeld (DBI) inflation”, which is the string-inspired subclass of k-inflationary models. In a second step, we then again compare the obtained predictions to WMAP. Two other publications consider the end of brane inflation: firstly, we calculate the behaviour of entropy perturbations at the onset of brane--anti-brane annihilation in the KKLMMT model and, secondly, we study reheating of the Universe following multiple brane collisions in a novel scenario called “monodromy inflation”. Finally, we turn to the question of stochastic behaviour for an inflaton field with DBI dynamics.