Curvatón (Zoológico de Partículas Subatómicas)

Curvatón

Un curvatón es una partícula (o campo escalar) hipotética propuesta como una alternativa o complemento al inflatón para explicar el origen de las fluctuaciones de densidad que dieron lugar a la estructura del universo (galaxias, cúmulos, etc.).

El curvatón no causa la inflación, pero genera las perturbaciones cuánticas que sembraron la estructura del cosmos.

 

Durante la inflación cósmica (una fase de expansión acelerada del universo temprano), se cree que las fluctuaciones cuánticas del campo inflatón se ampliaron y se convirtieron en las semillas de las estructuras del universo, pero, algunos modelos de inflación no producen las fluctuaciones adecuadas o generan efectos no deseados (como violaciones del espectro observado). entonces, se propuso que otro campo escalar, diferente del inflatón, se encargase de producir esas fluctuaciones.

Ese campo se le denominó: el curvatón.

Mecanismo Propuesto

Durante la inflación, el curvatón es ligero y subdominante (no afecta la expansión). Aun así, fluctúa cuánticamente y genera perturbaciones isentrópicas (de entropía).

Después de la inflación, cuando el universo se enfría, el curvatón comienza a oscilar y a dominar temporalmente la energía del universo.

Finalmente, decae en radiación y convierte sus perturbaciones en perturbaciones de curvatura, que son las observadas en el fondo cósmico de microondas (CMB).

Características

En lenguaje moderno el curvatón es un campo escalar cuántico. Como todo campo cuántico, se puede asociar a partículas si se cuantifica. Por tanto, el curvatón puede considerarse como una partícula subatómica escalar.

La propuesta del Curvatón permite construir modelos de inflación más flexibles, donde el inflatón sólo controla la expansión. Además, puede generar no gaussianidades (desviaciones de la forma típica de las perturbaciones), que podrían ser observables en futuros experimentos. Y podría estar relacionado con campos de baja energía que sí podrían conectarse con la física de partículas más accesible.