| Nimeke: | Aspects of Inflationary Models at Low Energy Scales |
| Muu nimeke: | Inflaatiomalleista matalilla energiaskaaloilla |
| Tekijä: | Nurmi, Sami |
| Muu tekijä: | Helsingfors universitet, matematisk-naturvetenskapliga fakulteten, institutionen för fysik University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physics, Division of Elementary Particle Physics Helsingin yliopisto, matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, fysiikan laitos |
| Päiväys: | 2008-06-16 |
| Taso: | Väitöskirja (artikkeli) |
| Tiivistelmä: | Kosmologia on tieteenala, joka käsittelee maailmankaikkeutta kokonaisuutena. Maailmankaikkeuden historiaa ja kehitystä voidaan kuvata pääpiirteissään varsin menestyksekkäästi käyttämällä yleistä suhteellisuusteoriaa ja hiukkasfysiikan standardimallia, jotka molemmat ovat kokeellisesti testattuja, vakiintuneita teorioita. Suurimmatkin maanpäällisissä laboratorio-olosuhteissa saavutetut energiaskaalat jäävät kuitenkin huomattavasti pienemmiksi kuin aivan varhaisimmassa, äärimmäisen kuumassa ja tiheässä maailmankaikkeudessa vallinneet energiaskaalat. Maailmankaikkeuden historian ensimmäisiä sekunnin murto-osia ei sen vuoksi voida luotettavasti kuvata tämänhetkisten kokeellisesti varmennettujen teorioiden puitteissa. Varhaisen maailmankaikkeuden vaiheita voidaan kuitenkin tutkia epäsuorasti tarkastelemalla nykyisen maailmankaikkeuden rakennetta. Tämä tarjoaa ainutlaatuisen mahdollisuuden saada tietoa suurten energiaskaalojen fysiikasta.
Yleisesti uskotaan, että varhaisessa maailmankaikkeudessa on ollut inflaatioksi kutsuttu vaihe, jolloin maailmankaikkeus on laajentunut kiihtyvästi. Inflaatio aiheuttaa pieniä vaihteluita maailmankaikkeuden materiatiheydessä. Nämä häiriöt kasvavat sittemmin gravitaation vaikutuksesta suuremmiksi ja muodostavat lopulta kaiken nykymaailmankaikkeudessa havaittavan rakenteen. Inflaatiomekanismi on yksinkertainen ja elegantti selitys rakenteen synnylle, mutta varsinaista teoriaa inflaatiosta ei toistaiseksi ole olemassa. Useimmissa malleissa inflaatio tapahtuu energiaskaaloilla, jotka ovat huomattavasti hiukkasfysiikan standardimallin kattamia skaaloja korkeampia. Tästä syystä teoreettisesti motivoitujen inflaatiomallien rakentaminen on tyypillisesti hankalaa. Väitöskirjatyössä tarkastellaan inflaatiomalleja matalammilla energiaskaaloilla, jolloin inflaation aikaista fysiikkaa voidaan kuvata käyttämällä standardimallin laajennuksia kuten esimerkiksi supersymmetrisiä malleja. Näitä laajennuksia voidaan osittain tutkia myös lähitulevaisuudessa käynnistyvissä hiukkaskiihdyttimissä. Matala energiaskaala aiheuttaa kuitenkin tyypillisesti myös ongelmia inflaatiomallien rakentamisessa ja vaatii parametrien hienosäätöä. Tutkimustyössä käsitellään supersymmetristen teorioiden laakeisiin suuntiin perustuvaa inflaatiomallia, jossa tarvittava hienosäätö voidaan selittää melko luonnollisella tavalla. Toisena esimerkkinä matalan skaalan malleista tarkastellaan niin kutsuttua kurvatonimallia, joka mahdollistaa tavallista matalamman inflaatioskaalan ilman hienosäätöä. |
| Avainsanat: | teoreettinen fysiikka |
| Näytä kaikki kuvailutiedot | |