EFT Beyond the Horizon: Stochastic Inflation and How Primordial Quantum Fluctuations Go Classical
Notice bibliographique
Résumé
We identify the effective theory describing inflationary super-Hubble scales and show it to be a special case of effective field theories appropriate to open systems. Open systems allow information to be exchanged between the degrees of freedom of interest and those that are integrated out, such as for particles moving through a fluid. Strictly speaking they cannot in general be described by an effective lagrangian; rather the appropriate `low-energy' limit is instead a Lindblad equation describing the evolution of the density matrix of the slow degrees of freedom. We derive the equation relevant to super-Hubble modes of quantum fields in near-de Sitter spacetimes and derive two implications. We show the evolution of the diagonal density-matrix elements quickly approaches the Fokker-Planck equation of Starobinsky's stochastic inflationary picture. This provides an alternative first-principles derivation of this picture's stochastic noise and drift, as well as its leading corrections. (An application computes the noise for systems with a sub-luminal sound speed.) We argue that the presence of interactions drives the off-diagonal density-matrix elements to zero in the field basis. This shows why the field basis is the `pointer basis' for the decoherence of primordial quantum fluctuations while they are outside the horizon, thus allowing them to re-enter as classical fluctuations, as assumed when analyzing CMB data. The decoherence process is efficient, occurring after several Hubble times even for interactions as weak as gravitational-strength. Crucially, the details of the interactions largely control only the decoherence time and not the nature of the final late-time stochastic state, much as interactions can control the equilibration time for thermal systems but are largely irrelevant to the properties of the resulting equilibrium state.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».