가우스-보넷 보정항이 있는 경우 스칼라장의 우주론 동역학 연구 (Cosmological Dynamics of a Scalar Field with Gauss-Bonnet Corrections)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 64권 / 12호 / 1223 ~ 1228페이지
· 저자명 : 고석태

초록

중력의 양자 효과를 고려하게되면 시공간 곡률의 고차항인 가우스-보넷항이 자연스럽게 나타나며 고차의 곡률항을 포함하고 있음에도 불구하고 고스트 불안정성이 나타나지 않는다. 가우스-보넷항과 결합되어 있는 슬로우-롤 인플레이션 모형에서 인플라톤의 동역학을 연구하였다. 4차원 시공간에서 가우스-보넷항은 토폴로지 항으로서 시공간의 동역학에 영향을 주지 않기때문에 본 연구에서는 가우스-보넷항과 스칼라장이 ξ(Φ) 형태로 결합되어 있는 경우를 고려하였다. 특정 모델로서 V~ e^{λ Φ},ξ~e-{λ Φ}과 V~ Φ{n},ξ~ Φ{-n}인 경우를 각각 고려하였으며, 편평한 프리드만 우주에 대해서 배경진화를 연구하였다. 동역학 시스템 분석을 통하여 고정점을 찾고 작은 섭동에 대하여 안정성 문제를 수치적으로 확인하였다. 또한 슬로우-롤 근사해가 끌개해가 될 수 있음을 동역학 시스템을 통하여 수치적으로 계산하였다.

영어초록

If we consider the quantum effects of gravity in the early universe, the Gauss-Bonnet term naturally appears. It is known that there is no ghost instability with the Gauss-Bonnet correction, which includes higher order curvature terms. We study the dynamics of an inflaton in slow-roll inflation with the Gauss-Bonnet corrections. Because the Gauss-Bonnet correction is a topological term in 4-dimensional spacetime, we impose a coupling between a scalar field and the Gauss-Bonnet term in order to give the dynamics on the background evolution. Especially, we consider the potential and the Gauss-Bonnet coupling as V~ e^{λ Φ},ξ~e-{λ Φ} and V~ Φ{n},ξ~ Φ{-n}, respectively, and we study the background evolution of the inflaton. We find the fixed points of the autonomous system and check the systems's stability under a small perturbation. We, also, find that the solutions for slow-roll inflation become the attractor solutions for a dynamical autonomous system.

참고자료

· 없음