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dS Vacua and Starobinsky Inflation in 4d N=1 Supergravity

Roupec, Christoph Oliver (2017) dS Vacua and Starobinsky Inflation in 4d N=1 Supergravity.
Masterarbeit, University of Vienna. Fakultät für Physik
BetreuerIn: Fredenhagen, Stefan

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DOI: 10.25365/thesis.47834
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-28779.42907.994974-8

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Abstract in English

In 1980 A. A. Starobinsky presented a model of inflation that uses a Planck-suppressed order R² term in the Einstein-Hilbert action to describe the exponential expansion of the universe. Such an expansion was first postulated by Guth to solve the horizon and flatness problem of cosmology. The Starobinsky model of inflation, in the context of supergravity, has been discussed before. In this work however we want to construct generalized Starobinsky type inflation models that arise from a supergravity that is the low energy limit of string theory. We hope that on the one hand this restriction gives us particles in form of the moduli arising from compactifying the string theory and on the other hand that our work here gives the possibility to use cosmological data to check some aspects of string theory and therefore its validity. The first chapter is dedicated to the classical concepts of cosmology that we require for our work. In the last section we will look at the classical Starobinsky inflation in order to motivate our later work. The basics of supergravity and how we can get a supergravity from string theory will be outlined in chapter 2. There the STU-model of supergravity will be presented, which shall serve as the main ingredient for the work of chapter 3. In the penultimate chapter we will start our work on simple STU-models with polynomial superpotentials and check their relevance for inflation. To conclude the chapter we investigate possibilities to generalize the model via adding additional fields or loosening our restrictions on the form of the potential.

Schlagwörter in Englisch

Supergravity / String Theory / Inflation / Saxion / Moduli / Starobinsky

Abstract in German

Bereits 1980 hat A. A. Starobinsky ein Inflationsmodell vorgestellt, in dem er einen Planck-unterdrückten Term, proportional zu R², in der Einstein-Hilbert Wirkung betrachtet. Damit gelang es ihm eine exponentielle Expansion unseres Universums zu beschreiben. Die Notwendigkeit solch einer Expansion wurde erstmals von Guth beschrieben, um das Horizont- und das Flachheitsproblem der Kosmologie zu lösen. Im Kontext von Supergravitation wurde das Starobinsky-Modell für Inflation bereits betrachtet. In dieser Arbeit wollen wir versuchen, Starobinsky-ähnliche Inflationsmodelle im Rahmen von Supergravitationsmodellen, die der Grenzwert niedriger Energie von Typ IIB Stringtheorie sind, zu konstruieren. Wir hoffen, dass wir auf diesem Weg einerseits Teilchen vom Kompaktifizierungsprozess erhalten und andererseits, dass es möglich ist kosmologische Messdaten zu verwenden, um Vorhersagen der Stringtheorie zu überprüfen. Im ersten Kapitel besprechen wir die klassischen Konzepte der Kosmologie, die wir für unsere Arbeit benötigen. Im letzten Unterkapitel betrachten wir das Modell von Starobinsky in diesem Kontext. Die Grundlagen der Supergravitation werden in Kapitel zwei betrachtet, wo wir auch motivieren wollen, warum wir eine spezielle Kompaktifizierung von Typ IIB Stringtheorie betrachten. Außerdem wird das STU-Modell besprochen, unser wichtigstes Werkzeug für die weitere Arbeit. Im vorletzten Kapitel schließlich werden wir diese Grundlagen verwenden, um Inflationsmodelle zu konstruieren und deren Konsistenz zu überprüfen. Zum Abschluss dieses Kapitels und der Arbeit betrachten wir Verallgemeinerungen unserer Modelle.

Schlagwörter in Deutsch

Supgergravitation / String Theorie / Inflation / Saxion / Moduli / Starobinsky

Item Type: Hochschulschrift (Masterarbeit)
Author: Roupec, Christoph Oliver
Title: dS Vacua and Starobinsky Inflation in 4d N=1 Supergravity
Umfangsangabe: 60 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw.
Universitätslehrgang (ULG):
Masterstudium Physik
Publication year: 2017
Language: eng ... Englisch
Supervisor: Fredenhagen, Stefan
Assessor: Fredenhagen, Stefan
Classification: 33 Physik > 33.19 Theoretische Physik: Sonstiges
33 Physik > 33.21 Relativität, Gravitation
33 Physik > 33.24 Quantenfeldtheorie
AC Number: AC15029868
Item ID: 47834
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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