Recherche de signatures d'une physique non-standard dans les relevés cosmologiques

par Tristan Brunier

Thèse de doctorat en Physique théorique. Cosmologie

Sous la direction de Francis Bernardeau.

Soutenue en 2006

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Ce mémoire de thèse a pour objet l'étude de l'origine des grandes structures de l'univers et des signatures observables correspondantes. Il décrit l'évolution classique des perturbations puis les mécanismes quantiques les ayant générées. L'évolution classique des inhomogénéités est décrite à l'aide de la théorie des perturbations cosmologiques. L'accent est mis sur les non-linéarités au deuxième ordre, susceptibles de révéler des effets fins, présent initialement ou induits par l'évolution. Ces outils sont utilisés afin de relier la structure des inhomogénéités à celle des anisotropies de température et de polarisation du fond diffus cosmologique. Ils permettent une nouvelle interprétation physique du comportement des spectres de puissance, y compris aux grands ordres. L'effet d'une anisotropie dipolaire, d'origine statistique ou expérimentale, est examiné ainsi que le comportement de fluctuations de température non-gaussiennes d'origine primordiale. Nous étudions par la suite les propriétés de champs quantiques en espace-temps courbe, en nous concentrant sur un espace de de Sitter. En particulier, nous caractérisons les effets de la renormalisation sur la masse des champs. Les notions developpées sont alors appliquées aux fluctuations quantiques pendant l'inflation. Les signatures spécifiques de certains modèles d'inflation montrent, en particulier, que des fluctuations non-gaussiennes peuvent naîtrent des interactions entre plusieurs champs solaires. Ces non-gaussianités sont caractérisées puis nous vérifions que les modèles proposés sont viables en calculant les corrections radiatives à la masse des champs.

  • Titre traduit

    Searching for signatures of non-standard physics in cosmological surveys


  • Résumé

    This report focuses on the origin of large-scale structures of the universe and the corresponding observable signatures. We examine classical evolution of perturbations before studying quantum mecanism which gave rise to them. The classical evolution of inhomogneities is described with the theory of cosmological perturbations. Special attention is paid to second-order non-linearities, which are likely to show up tiny effects, set up initially or induced by the evolution. These tools are used to connect the structure of inhomogeneities to that of anisotropies of temperature and polarization of the cosmic microwave background. They allow a new physical interpretation of the power spectra behaviors, including high order effects. The effect induced by a dipolar anisotropy, of statistical or experimental nature, is examined as well as the behavior of non-Gaussian temperature fluctuations of primordial origin. We then explore the properties of quantum fields in curved spacetime, focusing on de Sitter space. In particular, we characterize the consequence of renormalization on the field masses. We finally apply these concepts to quantum fluctuations during inflation. We study the specific signatures of some inflationary models and show that non-Gaussianities are characterized and we check that these models survive radiative corrections to fields masses.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (340 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 327-340

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2006)358
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