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Les observations en cours fournissent des contraintes pour la physique fondamentale

L'amélioration de l'exactitude des mesures du fond diffus cosmologique permet de tester des extensions du modèle de la formation de la structure de l'Univers primordial. Parmi ces extensions, les plus importantes pour la physique des particules sont l'énergie sombre et la matière noire.
Les observations en cours fournissent des contraintes pour la physique fondamentale
La mesure des anisotropies du fond diffus cosmologique est d'une importance particulière, et le satellite Planck de l'Agence spatiale européenne (ESA) atteint la plus haute précision dans ce domaine. En outre, des observations réalisées par des sondes complémentaires permettent de vérifier la cohérence et de définir des contraintes plus fortes pour les modèles cosmologiques.

En effet, ces résultats pourraient indiquer la présence d'une physique allant au-delà du modèle standard du Big bang. Les chercheurs du projet DEBAO (The dark energy imprint on the baryon acoustic oscillations), financé par l'UE, ont œuvré dans cette direction.

Un modèle complet de l'Univers primordial doit inclure une description des hétérogénéités, au moins de manière statistique. Certains des facteurs les plus puissants des descripteurs statistiques découlent de l'évolution des perturbations. Leur étude a donc été conduite en parallèle avec la détermination des paramètres cosmologiques.

Les scientifiques du projet DEBAO ont cherché à décrire les perturbations à l'aide de descripteurs statistiques comme la matière ou le spectre de puissance des rayonnements. Pour cela, ils ont associé des observations de l'étude Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) et du satellite Planck, avec des résultats largement en faveur d'une structure cosmique déterminée par l'inflation.

Il restait cependant à déterminer si les perturbations observées provenaient de fluctuations des champs magnétiques générant l'inflation, ou d'une autre source. Les scientifiques ont analysé le modèle de curvaton le plus simple, supposant la présence d'un second champ scalaire, faible, durant l'inflation.

L'analyse de DEBAO a couvert deux cas, celui où l'inflation et le curvaton contribuent aux perturbations observables, et celui où le curvaton engendre lui-même une autre période d'inflation. Pour affiner les contraintes de l'espace des paramètres du modèle, les scientifiques ont observé le spectre de puissance et la non gaussianité.

Les chercheurs ont aussi étudié la désintégration éventuelle de l'inflaton, la particule supposée engendrer les curvatons à partir de l'inflation, dans un univers thermalisé subissant des perturbations. Leurs résultats ont soulevé un intérêt notable de la part des scientifiques à la recherche d'un dénominateur commun entre la cosmologie et la physique des particules.

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Mots-clés

Fond diffus cosmologique, énergie sombre, satellite Planck, DEBAO, curvaton
Numéro d'enregistrement: 200108 / Dernière mise à jour le: 2017-06-28