Bartjan Van Tent "Non-Gaussianity in Cosmology: from Inflation to the CMB"

mercredi 25 nov. 2020, 14:00 → 16:00 Europe/Paris

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Résumé : 

Une période d'inflation cosmologique, engendrée par un ou plusieurs champs scalaires, est toujours le meilleur candidat pour résoudre les différents problèmes du modèle standard du Big Bang. On veut établir le maximum de contraintes observationnelles sur les grandeurs inflationnaires, afin de déterminer le modèle d'inflation correct, ce qui, à son tour, va fournir de l'information concernant la théorie des hautes énergies sous-jacente. Heureusement la non-gaussianité des fluctuations inflationnaires, encodée dans le bispectre (ou corrélateur à 3 points), est devenue une façon supplémentaire importante pour distinguer les modèles, au-delà des aspects linéaires et gaussiens des fluctuations dans le spectre de puissance.

Dans ma thèse d'habilitation j'étudie les aspects théoriques et observationnels de ces non-gaussianités. Dans la première partie un formalisme est développé, le formalisme des grandes longueurs d'onde, pour calculer les non-gaussianités dans l'inflation à plusieurs champs. Ce formalisme est appliqué à diverses classes de modèles, ainsi qu'étendu dans plusieurs directions. Dans la seconde partie un estimateur est développé, l'estimateur du bispectre par regroupement (binned bispectrum estimator), pour extraire de l'information sur les non-gaussianités à partir des données du rayonnement du fond diffus cosmologique (CMB). Cet estimateur est ensuite appliqué en particulier aux données du satellite Planck et il fournit actuellement les meilleures contraintes sur la non-gaussianité primordiale.

 

Abstract :

A period of cosmological inflation, driven by one or more scalar fields, is still the best candidate to solve various problems in the standard Big Bang model. We want to find as many observational constraints on the inflationary quantities as possible, in order to pin down the correct inflation model, which in its turn will provide information about the underlying high-energy theory. Fortunately the non-Gaussianity of inflationary perturbations, as encoded in the bispectrum (or 3-point correlator), has become an important additional
way of distinguishing between models, going beyond the linear Gaussian perturbation quantities of the power spectrum.

In my habilitation thesis I look at both the theoretical and the observational aspects of these non-Gaussianities. In the first part a formalism is developed, called the long-wavelength formalism, to compute the non-Gaussianities in multiple-field inflation. This formalism is then applied to various classes of  models, as  well as extended in several ways. In the second part an estimator is developed, called the binned bispectrum estimator, to extract information about non-Gaussianities from data of the cosmic microwave background radiation (CMB). This estimator is then in particular applied to the data of the Planck satellite to provide the currently best constraints on primordial non-Gaussianity.