Second-order cosmological perturbations in two-field inflation and predictions for non-Gaussianity

Perturbations cosmologiques de deuxième ordre dans le contexte des modèles d'inflation à deux champs et leurs conséquences pour la non-gaussiannité Les prédictions d'inflation du spectre de puissance de la perturbation de la courbure ont déjà fait l’objet de vérification d’un excellent niveau, permettant à de nombreux modèles de rester compatibles avec les observations. Dans la présente thèse, nous avons étudié les corrélations de troisième ordre qui pourraient permettre de mieux distinguer les différents modèles d'inflation les uns des autres. Parmi toutes les extensions possibles du modèle standard d'inflation, nous avons choisi d'étudier des modèles de deux champs scalaires à termes cinétiques standards et à métrique des champs plat. La nouveauté introduite par ces modèles est la présence de la perturbation d'isocourbure. Son interaction avec la perturbation adiabatique hors de l'horizon produit des non-linéarités caractéristiques des modèles à plusieurs champs scalaires. Dans, ce contexte, nous avons établi la forme de la perturbation adiabatique et de la perturbation d'isocourbure invariant sous transformations de jauge en deuxième ordre. De plus, nous avons trouvé l'action de troisième ordre qui décrit leurs interactions. En outre, nous avons élaboré le formalisme des grandes longueurs d'onde afin d'obtenir une expression pour le paramètre de non-gaussiannité fNL en fonction du potentiel des champs. Nous avons ensuite, utilisé cette formule pour traiter analytiquement - avec l'hypothèse de slow-roll - des classes générales de potentiels et vérifier nos résultats numériquement par la théorie exacte. De là, nous avons pu tirer des conclusions générales concernant les propriétés de fNL, comme par exemple la dépendance de sa magnitude des caractéristiques du trajet des champs et de la perturbation d'isocourbure, ainsi que sa dépendance de la magnitude et de la taille relative des trois impulsions dont le corrélateur à trois points est fonction.