No time to derive: unraveling total time derivatives in in-in perturbation theory
Notice bibliographique
Résumé
A bstract The in-in formalism provides a way to systematically organize the calculation of primordial correlation functions. Although its theoretical foundations are now firmly settled, the treatment of total time derivative interactions, incorrectly trivialized as “boundary terms”, has been the subject of intense discussions and conceptual mistakes. In this work, we demystify the use of total time derivatives — as well as terms proportional to the linear equations of motion — and show that they can lead to artificially large contributions cancelling at different orders of the in-in operator formalism. We discuss the treatment of total time derivative interactions in the Lagrangian path integral formulation of the in-in perturbation theory, and we showcase the importance of interaction terms proportional to linear equations of motion. We then provide a new route to the calculation of primordial correlation functions, which avoids the generation of total time derivatives, by working directly at the level of the full Hamiltonian in terms of phase-space variables. Instead of integrating by parts, we perform canonical transformations to simplify interactions. We explain how to retrieve correlation functions of the initial phase-space variables from the knowledge of the ones after canonical transformations. As an important first application, we find the explicit sizes of Hamiltonian cubic interactions in single-field inflation with canonical kinetic terms and for any background evolution, straight in terms of the primordial curvature perturbation and its canonical conjugate momentum, as well as the corresponding ones in the tensor sector, and the ones mixing scalars and tensors. We also briefly comment on quartic interactions. Our results are important for performing complete calculations of exchange diagrams in inflation, such as the (scalar and tensor) exchange trispectrum and the one-loop power spectrum. Being already written in a form amenable to characterize quantum properties of primordial fluctuations, they also promise to shed light on the non-linear dynamics of quantum states during inflation.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».