Física (plan 2002) 2022-2

Optativas, Temas Selectos de Física de Partículas Elementales III

Temas Selectos de Física de Partículas Elementales III

Cosmología inflacionaria

La inflación cósmica corresponde a una hipotética época de expansión acelerada del Universo temprano. La inflación es una solución atractiva a los problemas de condiciones iniciales del modelo cosmológico estándar (¿Por qué es nuestro Universo espacialmente plano? ¿Por qué es homogéneo e isotrópico a gran escala?). A su vez, la inflación provee el mejor modelo para el origen de la estructura de nuestro Universo: las estructuras visibles actualmente (galaxias, cúmulos, etc.) serían el resultado del colapso gravitatorio de las fluctuaciones cuánticas generadas en la época inflacionaria

El objetivo de este curso es presentar el marco teórico de la inflación en el contexto cósmico, contrastar sus predicciones con las observaciones de la radiación cósmica de microondas y la estructura a gran escala del universo, y entender su conexión con la física de partículas más allá del Modelo Estándar.

Los estudiantes interesados deben tener en cuenta que este es un curso avanzado. Familiaridad con los conceptos básicos de Relatividad, Física de Partículas y Mecánica Cuántica serán una ventaja.

Detalles

Horario:

2 clases a la semana, martes y jueves 2:30pm a 4:00pm

Clases en modalidad virtual (primer mes)

Google Classroom: 3x2yz5a

https://meet.google.com/zxe-gver-xyo

Estudiantes interesados favor de escribir a marcos.garcia@fisica.unam.mx

Evaluación

100% Tareas

Temario

1. Dinámica clásica de la inflación

1.1 El modelo cosmológico estándar y sus problemas

1.2 Inflación vieja, inflación nueva, inflación caótica

1.3 Rodamiento lento de un campo escalar

2. Fluctuaciones cuánticas durante la inflación

2.1 Perturbaciones cosmológicas

2.2 El origen cuántico de las perturbaciones

2.3 Fluctuaciones de curvatura

2.4 Fluctuaciones tensoriales

3. Evidencia observacional

3.1 Anisotropías de la Radiación Cósmica de Microondas. Temperatura y Polarización

3.2 Estructura a Gran Escala

4. Conexión con la física de partículas a altas energías

4.1 Inflación y el modelo estándar

4.2 Inflación supersimétrica

4.3 Recalentamiento. Materia Oscura. Bariogénesis

Bibliografía

1. Baumann, The Physics of Inflation. (Online course notes); TASI Lectures on Inflation, arXiv:0907.5424 [hep-th]
2. D. Lyth and A. Liddle, The Primordial Density Perturbation. (Cambridge, 2009)
3. E. Kolb and M. Turner, The Early Universe (Addison-Wesley, 1988)
4. Y. Mambrini, Particles in the Dark Universe. (Springer, 2021)
5. A. Linde, Particle Physics and Inflationary Cosmology. (Harwood, 1990)
6. V. Mukhanov, Physical Foundations of Cosmology. (Cambridge, 2005)
7. A. Riotto, Inflation and the Theory of Cosmological Perturbations, arXiv:hep-ph/0210162