Primordial Perturbations in Einstein-Aether theories

El nostre objectiu es l'estudi d'extensions de la Relativitat General i, en particular, estem interessats en les teories que continguin camps vectorials addicionals. En aquests tipus de teories es necessari imposar que el vector ha de tenir norma fixa per evitar la presència d'un fantasma o grau de llibertat amb terme cinètic negatiu, i això implica que la simetria Lorentz està trencada espontàniament. El camp del aether només interactua gravitatòriament i la seva presència es difícil de detectar, no obstant això, durant inflació les fluctuacions del buit a escales petites d'un camp lleuger pot deixar una empremta en observables com les anisotropies del fons de radiació de microones. Les fluctuacions del Einstein-aether es comporten com els camps sense massa i això fa que inflació generi modes de longitud de ona llarga en els sectors escalar i vectorial. Hem estudiat la signatura del Einstein-aether dins l'espectre de pertorbacions primordials lluny del límit de de Sitter de inflació. Aquests modes escalars i vectorials poden deixar una empremta significativa en la radiació de fons de microones en funció dels paràmetres del model. Les observacions del fons de radiació de microones imposen restriccions fenomenològiques que redueixen els límits existents per aquesta classe de teoria. Amb aquest estudi del aether també esperem millorar el coneixement que tenim de una classe més ampla de teories que exhibeixen el mateix tipus de trencament de simetria.

We wanted to study extensions of General Relativity and in particular we were interested in theories that contains an additional vector field. In this kind of theories it is necessary to impose a fixed-norm constraint on the vector field to avoid the presence of a ghost, and this implies that Lorentz-symmetry is spontaneously broken. This aether field only interacts gravitationally and its presence its hard to detect, nevertheless during inflation short scale vacuum fluctuations of a light field can leave an imprint on observables like cosmic microwave background anisotropies. Fluctuations of the Einstein-aether behave like massless fields and thus inflation seeds additional long-wavelength modes in the scalar and vector sectors. We have studied the signatures of Einstein-aether on the spectrum of primordial perturbations away from the de Sitter limit of inflation. These scalar and vector modes can leave significant imprints on the cosmic microwave background depending on the parameters of the model. Observations from the cosmic microwave background impose phenomenological constraints tightening the existing limits on the parameters of this class of theories. With the study of the aether we also expect to throw light in a wider class of theories which exhibit the same pattern of symmetry breaking.