Gravitino in the early Universe. A model of extra-dimension and a model of dark matter
Gravitino dans l'Univers primordial : un modèle d'extra-dimension et de matière noire
Résumé
This work can be related to the Horava-Witten M-theory in which the Universe could appear 5 dimensional at a stage of its evolution but also to theories of Baryogenesis through Leptogenesis which imply high reheating temperatures after Inflation. The studied cosmological model is within the framework of a 5 dimensional supergravity with the extra -dimension compactified on an orbifolded circle, where the matter and gauge field are located on one of the two branes localised at the orbifold fixed points and where the supergravity fields can propagate in the whole spatial dimensions. In the model, the Dark matter is made of neutralino which is supposed to be the lightest supersymmetric particle. We have shown that there are curves of constraints between the size of the extra-dimension and the reheating temperature of the Universe after Inflation. The constraints come from the measurements of the amount of Dark matter in the Universe and from the model of the Big Bang Nucleosynthesis of light elements.
Le contexte de ce travail peut être rattaché à la M-théorie d'Horava-Witten dans laquelle l'Univers a pu connaître une étape à 5 dimensions mais aussi aux théories de Baryogénèse via Leptogénèse qui impliquent de hautes températures de réchauffage après l'Inflation. Le modèle cosmologique étudié se situe dans le contexte d'une supergravité à 5 dimensions avec l'extra-dimension compacte de type $S1/Z_2$, où les champs de matière et de jauge vivent sur une des deux membranes localisées aux point fixes de l'orbifold et où les champs de supergravité se propagent dans l'ensemble des dimensions spatiales. En faisant l'hypothèse que la matière noire est composée de Neutralino, qui est dans notre modèle la particule supersymétrique la plus légère, nous avons montré qu'il existe des courbes de contraintes entre la taille de l'extra-dimension et la température de réchauffage de l'Univers après l'Inflation. Les contraintes proviennent, d'une part, des mesures de la quantité de Matière Noire dans l'Univers, et d'autre part, du modèle de la Nucléosynthèse Primordiale des éléments légers