بررسی اختلالات غیرآدیاباتیک میدان های برداری در انتهای دوره ی تورم با کمک روش های عددی

در این پایان نامه ابتدا دینامیک عالم را مورد بررسی قرار می دهیم. ابتدا برای بدست آوردن متریک ساده ی frw از اصل های همگنی و همسانگردی عالم و اصل موضوع وایل استفاده می شود. سپس معادلات اینشتین در نسبیت عام و حل این معادلات را مورد بررسی قرار می دهیم. معادلات اینشتین به دو معادله دیفرانسیل فریدمان کاهش می یابد. با کمک این معادلات وابستگی بین عامل مقیاس و چگالی انرژی به دست می آید. با وجود تطابق بسیار خوب مدل استاندارد با مشاهدات رصدی این مدل مشکلاتی از قبیل مشکل افق و مشکل تختی دارد که قادر به توضیح آنها نمی باشد. برای حل مسائل این مدل، از مهم ترین مدل اصلاحی یعنی مدل تورمی استفاده می شود. در این مدل عامل مقیاس به طور نمایی رشد می کند. علاوه بر حل این مسائل، این مدل قادر به توضیح منشأ افت وخیزهای اولیه نیز می باشد. بعد از بررسی انبساط شتاب دار، به بررسی تولید ذرات در پایان دوره ی تورم یعنی مرحله ی بازگرمایش می پردازیم. زمان مورد نظر مرحله ای از بازگرمایش است که ذرات از طریق تشدید پارامتری به طور نمایی تولید می شوند. در مدل های مختلف مربوط به این دوره، رشد افت و خیزهای کوانتومی میدان های جفت شده با اینفلاتون را بررسی می کنیم. کُدی به نام "لاتیس ایزی (latticeeasy) ``توسط فِلدر برای دوره ی بازگرمایش نوشته شده است. این کُد به روش عددی به حل معادله های حرکت در دوره ی بازگرمایش می پردازد. ما با بررسی داده های مربوط به این کُد و اجرای چند نمونه از مدل های آن خروجی های مربوط به هر یک را رسم کردیم. این برنامه را برای هر مدل از میدان های اسکالر قابل استفاده است و فقط کافی است که فایل های مدل و پارامترهای آن را تغییر دهیم. از آنجایی که شناخته شده ترین میدان ها، میدان مغناطیسی است از این رو بررسی خواص میدان مغناطیسی اهمیت دارد. در این پایان نامه مدل تورمی با میدان اسکالر مختلط اینفلاتون جفت شده با میدان پیمانه ای را در نظر می گیریم. این جفت شدگی باعث جرم دار شدن فوتون شده و تقارن همدیس شکسته می شود. علاوه بر این، در این مدل جفتیدگی پیمانه ای جنبشی به زمان یا به میدان اینفلاتون وابسته است. برای پتانسیل با شکست خودبه خود تقارن با محاسبات عددی تحول میدان اینفلاتون و اختلالات میدان پیمانه ای در طی دوره ی بازگرمایش را بررسی نموده و با بهره گیری از کُد "لاتیس ایزی (latticeeasy) `` برای نوشتن مدلی برای میدان های پیمانه ای تلاش کردیم. ولی به خاطر مسائلی از قبیل متفاوت بودن ضرایب مشتق اول در معادله ی حرکت و ازهمه مهم تر وارد شدن جمله ی رسانندگی که در این پایان نامه به آن نپرداختیم، این کُد احتیاج به تغییرات بیشتری دارد. به همین علت با کُدنویسی به روش رونگ کوتا یا استفاده از نرم افزارهای مختلف معادلات حرکت دوره ی بازگرمایش را بررسی کردیم. نتایج نشان می دهد میدان های پیمانه ای رشد می کند که در سازگاری با مشاهدات امروزی می باشد. از آنجایی که پارامتر خمش، کمیت مهم برای مقایسه با مشاهدات کیهانی است اثر میدان های پیمانه ای بر روی آن را بررسی کردیم. این کمیت برای حالت های چند میدانی وابسته به فشار غیر آدیاباتیکی می شود که اگر اثر این جمله زیاد شود باعث تغییرات در اختلال خمش می شود. این کمیت برای سازگاری با مشاهدات باید در مقیاس های بالای افق ثابت باشد. در بررسی های انجام شده نشان می دهیم که اختلال خمش در مقیاس های بالای افق برای میدان های پیمانه ای بدون تغییر باقی می ماند که با مشاهدات رصدی تطابق دارد.