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Hilo: Inflación Cosmológica, Ondas Gravitacionales Primordiales y Modos B

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    Predeterminado Inflación Cosmológica, Ondas Gravitacionales Primordiales y Modos B

    Cita Escrito por Alriga Ver mensaje
    ... Lo que creo entender: si la inflación existió, cuando finalizó justo antes del recalentamiento, (o sea justo antes de la generación de las partículas elementales que han formado nuestro Universo actual), solo había dos interacciones relevantes en ese momento, la del propio campo inflatón y la gravitacional. Ambas dejaron su huella en la materia que se formó en el recalentamiento, las fluctuaciones cuánticas del inflatón (un campo escalar) generaron anisotropías en la densidad de las partículas que aparecieron en el recalentamiento, y la gravedad, (un campo tensorial) ondas gravitacionales asociadas a estas anisotropías.

    Cuando 380.000 años después del fin de la inflación, los fotones se desacoplaron de la materia y empezaron a volar libres por el universo, (hasta ser detectados actualmente como fondo cósmico de microondas CMB), interaccionaron con esas anisotropías, que les dotaron de cierto grado de polarización.

    Los residuos del campo inflatón (fluctuaciones escalares) produjeron polarización en “Modo E” de los fotones, mientras que las fluctuaciones tensoriales de las ondas gravitacionales primordiales, produjeron polarización en “Modo B”

    Buscar esta polarización en el CMB se convirtió por lo tanto en un importante objetivo para comprobar si se cumplen o no las previsiones del modelo inflacionario.

    Nombre:  Polarizacion E y B.png
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    Los modos E fueron detectado por el Degree Angular Scale Interferometer DASI en 2002 y aunque son concordantes con la Inflación, no son exclusivos de ella. Detectar los Modos B primordiales es mucho más difícil, pues son mucho más débiles, pero su detección sí representaría evidencia de la Inflación, pues no existe interpretación alternativa de su existencia que no sean las ondas gravitacionales generadas por la inflación.

    Para complicar el tema, en su camino hasta nosotros los fotones del CMB han sufrido una polarización en Modo B secundaria originada por las microlentes gravitacionales, que hay que “restar” de los modos B primordiales. Estos modos B secundarios fueron detectados en 2013 por el Telescopio del Polo Sur (SPT) (Detection of B-mode Polarization in the Cosmic Microwave Background with Data from the South Pole Telescope) y confirmados en 2014 por POLARBEAR: A Measurement of the Cosmic Microwave Background B-Mode Polarization Power Spectrum at Sub-Degree Scales with POLARBEAR

    A partir de aquí, es conocida la historia de la detección fallida en 2014 de los modos B primordiales por parte de Bicep2 y la búsqueda actual de ellos por Bicep3. Es importante no solo detectar los modos B que probarían la inflación, sino también su magnitud, que se mide por el valor “r” que es el cociente entre la magnitud de B y la magnitud de los modos E que permitiría discriminar entre diferentes tipos de inflación: según creo entender, los diferentes tipos de inflación se diferencian entre ellos por las diferentes expresiones que puede tener el potencial V(\phi) en función del campo inflatón \phi

    La inflación, aunque cuenta con numerosas evidencias a su favor, necesita de la detección de los Modos B para ser plenamente aceptada y si hay detección, según sea el espectro de esos modos B, respaldará un tipo u otro de inflación.
    De momento ni rastro de los Modos B. Se acaba de publicar un estudio conjunto de BICEP2/Keck con datos recogidos hasta 2015 (BK15) que concluye que el ratio r = Modos B / Modos E es r < 0.072 al 95% CL que combinado con resultados de Planck (BKP15) da r < 0.062 al 95% CL. Han combinado los datos BK15 de 17 años de observación a 150 GHz, con 4 años a 95 GHz y 2 años a 220 GHz, así como los datos de WMAP9 y Planck 2018 de 23 GHz y 353 GHz.

    El estudio es: BICEP2 / Keck Array x: Constraints on Primordial Gravitational Waves using Planck, WMAP, and New BICEP2/Keck Observations through the 2015 Season

    Ver también: Searching for Primordial Gravitational Waves with the BICEP/Keck Telescopes

    No hay que perder la esperanza, el observatorio BICEP3 empezó a tomar datos en Junio de 2015, es más sensible que BICEP2 y de momento no ha publicado resultados. Aunque Francis Villatoro es pesimista y dice:

    "...hay pocas esperanzas de que BICEP3 (que toma datos desde 2016 con 2560 detectores a 95 GHz), e incluso el futuro BICEP Array (que se instalará en 2020) logren observar los modos B cosmológicos, ni siquiera con el apoyo de QUIJOTE y otros instrumentos similares. Habrá que esperar al megaproyecto CMB-S4 cuyos resultados llegarán a partir de 2025..." y también "...todo apunta a que habrá que esperar a telescopios espaciales específicos para lograr observar los modos B cosmológicos..."

    El post de La Mula Francis sobre el tema Nuevo límite de exclusión de BICEP2/Keck para las ondas gravitacionales primordiales (r < 0.062 al 95% CL).

    La confirmación definitiva de la Inflación Cosmológica tendrá que esperar de momento

    Saludos.
    Última edición por Alriga; 24/10/2018 a las 10:42:00. Razón: Presentación

  2. 6 usuarios dan las gracias a Alriga por este mensaje tan útil:

    Alvaro Huidobro Mouvet (29/10/2018),carroza (24/10/2018),Jaime Rudas (23/10/2018),Julián (23/10/2018),Maq77 (23/10/2018),Weip (23/10/2018)

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