Mecanismos de Bariogênese e Magnetogênese em Modelo Cosmológico do Tipo Ricochete com Campo Escalar

O presente trabalho investiga a produção de bárions e campos magnéticos em modelos cosmológicos com ricochetes quânticos. Na bariogênese, são explorados mecanismos gravitacionais e espontâneos, com acoplamentos entre a corrente bariônica, o gradiente do escalar de Ricci e um campo escalar, demonstrando eficácia na geração da assimetria de bárions observada. A assimetria bárion-antibárion, evidenciada por dados observacionais da anisotropia da radiação cósmica de fundo, previsões da nucleossíntese primordial e a ausência de radiação intensa proveniente da aniquilação de matéria-antimatéria, constitui um enigma não resolvido na cosmologia. Dois mecanismos para essa assimetria foram propostos como extensões do Modelo Padrão da Física de Partículas em altas energias: a Bariogênese Espontânea, que envolve um acoplamento entre a corrente bariônica e um campo escalar, e a Bariogênese Gravitacional, que envolve um acoplamento com a curvatura do espaço-tempo. Esses mecanismos são investigados em diversos cenários de ricochete, tanto simétricos quanto assimétricos em torno do ricochete. Mostra-se que as restrições nos parâmetros livres desses cenários, impostas para obter a razão observada de bárion-para-entropia, são suaves, já incluindo valores compatíveis com outras restrições observacionais derivadas das características dos espectros de potência das perturbações cosmológicas. Na magnetogênese, investiga-se a geração de campos magnéticos primordiais em um modelo de ricochete quântico impulsionado por um campo escalar. Um acoplamento não-minimal entre o campo eletromagnético e o campo escalar torna-se efetivo apenas ao redor do ricochete, criando um campo magnético primordial durante essa fase. O campo escalar possui um potencial exponencial, fazendo com que ele se comporte como matéria sem pressão no passado assimptótico da fase de contração, matéria rígida ao redor do ricochete e energia escura durante um período da fase de expansão. As equações dinâmicas na presença de acoplamentos foram integradas, e as análises numéricas indicaram que esses campos, embora inicialmente fracos, podem ter sido amplificados significativamente por mecanismos físicos, como o efeito dínamo, ao longo da evolução do Universo. Portanto, as investigações mostraram que os modelos de ricochete podem explicar tanto a assimetria bariônica quanto a geração de campos magnéticos compatíveis com as observações cosmológicas atuais.