Study of the Scalar Power Spectrum for the chaotic inflationary model with a step
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Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay
Abstract
La radiación de Fondo Cósmico de Microondas (CMB, por sus siglas en inglés) es la
evidencia más notable que respalda la cosmología del Big Bang y ha sido una herramienta
fundamental para comprender el Universo primitivo. La mayoría de la información
codificada en el CMB se encuentra en su campo de temperatura. Su espectro de energía
tiene una forma de cuerpo negro casi perfecta, sin embargo, exhibe anisotropías al nivel
de δT/T ∼ 10 -5 . La cosmología de la inflación nos ayuda a explicar características de esta
radiación que la teoría del Big Bang no puede explicar. El propósito de este trabajo es
utilizar un potencial caótico con una característica para reproducir y estudiar el espectro
de potencia angular del CMB. Para la obtención del espectro se utilizó el Código de
Anisotropías en el Fondo de Microondas (CAMB, por sus siglas en inglés). El potencial que
utilizamos para este estudio tiene tres parámetros libres (c, d and ϕ step ) y encontramos un
conjunto de valores para estos parámetros que mejor reproduce el espectro de potencia
angular con respecto a los datos de la colaboración Planck (con un error relativo menor a
0.09). La posición y amplitud de los picos encontrados con nuestro potencial son similares
a los reportados por la colaboración Planck, de hecho, algunos valores están dentro del
rango de error. Además, usando CAMB encontramos los valores de algunos parámetros
cosmológicos; edad del universo, Ω m , Ω b , Ω Λ and Ω K . También calculamos el índice espectral
escalar, n s = 0.966942, y sus términos asociados.
Description
Cosmic Microwave Background (CMB) radiation is the most remarkable evidence that
support the Big Bang cosmology and has been a fundamental tool to understand the early
Universe. The vast majority of information encoded in the CMB lies in its temperature
field. Its energy spectrum has a nearly perfect black body shape, however, it exhibits
anisotropies at the level of δT/T ∼ 10 -5 . Inflation cosmology helps us to explain features of
this radiation that the Big Bang theory cannot. The purpose of this work is to use a chaotic
potential with a step to reproduce and study the angular power spectrum of the CMB. In
order to obtain the spectrum, the Code for Anisotropies in the Microwave Background
(CAMB) was used. The potential we used for this study has three free parameters (c, d and
ϕ step ) and we found a set of values for these parameters which best reproduces the angular
power spectrum with respect to the data of Planck Collaboration (with a relative error <
0.09). The position and amplitude of the peaks found with our potential are similar to the
reported by Planck collaboration, in fact, some values are inside the range of error.
Additionally, using CAMB we found the values of a few cosmological parameters; age of
the Universe, Ω m , Ω b , Ω Λ and Ω K . Besides, we computed the scalar spectral index, n s =
0.966942, and its running terms.