Backreaction from magnetogenesis in string inflation

Questo lavoro di tesi si focalizza sullo studio numerico dell’evoluzione inflazionaria in presenza di effetti di backreaction dovuti alla produzione di campi magnetici primordiali. Nell'ambito dei modelli inflazionari di stringa è possibile generare il coupling dell’inflatone con campi elettromagnetici tramite l’introduzione della Funzione Cinetica di Gauge nella Lagrangiana elettromagnetica ordinaria. Dato che l’inflatone evolve in maniera monotona durante l’inflazione la funzione di coupling è decrescente nel tempo, il che implica la presenza di un’alta densità di energia elettrica. Come risultato, noto come problema del backreaction, le equazioni di background e quelle di Maxwell non possono più essere risolte separatamente e di conseguenza tale regime viene spesso evitato. Recenti ricerche hanno tuttavia evidenziato come il backreaction possa causare un rallentamento dell’inflatone nella sua evoluzione verso il minimo del potenziale. Tale effetto potrebbe avere un ruolo molto importante nei modelli inflazionari di stringa dove l’intervallo dei valori permessi per l’inflatone può essere superiormente limitato da condizioni geometriche associate alle dimensioni extra. La presenza di tali condizioni del cono di Kähler per lo spazio dei moduli può essere in contrasto con la possibilità di avere abbastanza e-foldings di inflazione e quindi un rallentamento dell’inflatone, dovuto al backreaction, potrebbe essere utile per avere maggiore accordo con la fenomenologia. A tal fine sono stati considerati due particolari modelli inflazionari di stringa, quello della Kähler Inflation e quello della Fibre Inflation, nei quali l’inflatone è un modo di stringa chiuso appartenente al settore nascosto. In entrambi i casi si ottiene alla fine il rallentamento desiderato, anche se nel caso della Kähler Inflation con maggiore difficoltà a causa della dipendenza più intensa del potenziale dai parametri microscopici provenienti dalla compattificazione delle dimensioni extra.