Théorie d'Einstein-Cartan

Résumé

En physique théorique, la théorie d'Einstein-Cartan, également connue sous le nom de théorie d'Einstein-Cartan-Sciama-Kibble, est une théorie classique (c'est-à-dire ne tenant pas compte de la physique quantique) de la gravitation, similaire à la relativité générale. La théorie a été proposée par Élie Cartan en 1922 et détaillée dans les années suivantes. Elle a été renouvelée entre les années 1960-1976 par Dennis Sciama et Tom Kibble, et est toujours un sujet de recherche au début du . Aperçu Construite sur le modèle de la relativité générale, cette théorie admet de plus l'hypothèse selon laquelle la connexion affine a une partie antisymétrique non-nulle (donc un tenseur de torsion non-nul), de sorte que la courbure de l'espace-temps est non seulement couplée à l'énergie de masse et la quantité de mouvement de la matière, mais aussi à son moment angulaire et son spin. Le spin de la matière dans l'espace-temps courbe est ainsi une des variables de son lagrangien. De ce fa

Source officielle

https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9orie_d'Einstein-Cartan

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Einstein-Cartan gravity, matter, and scale-invariant generalization

Andrey Shkerin, Inar Timiryasov, Sebastian Zell

We study gravity coupled to scalar and fermion fields in the Einstein-Cartan framework. We discuss the most general form of the action that contains terms of mass dimension not bigger than four, leaving out only contributions quadratic in curvature. By resolving the theory explicitly for torsion, we arrive at an equivalent metric theory containing additional six-dimensional operators. This lays the groundwork for cosmological studies of the theory. We also perform the same analysis for a no-scale scenario in which the Planck mass is eliminated at the cost of adding an extra scalar degree of freedom. Finally, we outline phenomenological implications of the resulting theories, in particular to inflation and dark matter production.

SPRINGER2020

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, ,

We study inflation driven by the Higgs field in the Einstein-Cartan formulation of gravity. In this theory, the presence of the Holst and Nieh-Yan terms with the Higgs field non-minimally coupled to them leads to three additional coupling constants. For a broad range of parameters, we find that inflation is both possible and consistent with observations. In most cases, the spectral index is given by n(s) = 1-2/N-* (with N-* the number of e-foldings) whereas the tensor-to-scalar ratio r can vary between about 10(-10) and 1. Thus, there are scenarios of Higgs inflation in the Einstein-Cartan framework for which the detection of gravitational waves from inflation is possible in the near future. In certain limits, the known models of Higgs inflation in the metric and Palatini formulations of gravity are reproduced. Finally, we discuss the robustness of inflationary dynamics against quantum corrections due to the scalar and fermion fields.

IOP PUBLISHING LTD2021

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Einstein-Cartan gravity, matter, and scale-invariant generalization (vol 10, 177, 2020)

Andrey Shkerin, Inar Timiryasov, Sebastian Zell

SPRINGER2021

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