El inflatón , también llamado " falso vacío " o "campo escalar primordial", es la forma de una materia hipotética responsable de la inflación cósmica , esa época en que el Universo creció colosalmente. Desde el punto de vista de la física de partículas , este es un campo escalar hipotético , como el campo de Higgs electrodébil , pero que tiene una dinámica muy diferente.
El término "inflatón" sigue el estilo de denominación típico de otras partículas cuánticas (como el fotón, gluón, bosón y fermión) y se deriva de la palabra inflación. El término se utilizó por primera vez en un artículo titulado " Después de la inflación primordial " de DV Nanopoulos, KA Olive y M. Srednicki.
Durante la fase de inflado, la presión del inflatón se vuelve negativa y permanece durante todo este período casi constante en el tiempo, al igual que su densidad energética , que también adquiere un valor constante pero opuesto. Por tanto, el inflatón se comporta de forma similar a una constante cosmológica . Está, pues, en el origen de una fase de expansión acelerada que permite que una pequeña región homogénea del universo adquiera dimensiones considerables (inmensamente más grande que el universo observable actual), sin dejar de ser homogénea. Así es como la teoría de la inflación resuelve el problema del horizonte .
La densidad de energía del inflatón sería considerable: casi 10.110 veces mayor que la densidad actual del universo. Al final de la fase de inflación, la presión del campo escalar disminuye, alcanzando un valor casi nulo. En este punto, este campo entra en una nueva fase dinámica muy diferente, donde cede su energía a otras formas de materia (a veces se dice que se desintegra en partículas elementales ). Esta fase extremadamente compleja se llama precalentamiento y marca el final de la fase de expansión acelerada del universo.
La densidad de energía del inflatón debe haber exhibido pequeñas fluctuaciones espaciales de origen cuántico . Estas fluctuaciones resisten la fase de precalentamiento y se transfieren al material ordinario que se forma como resultado de esta fase. Por tanto, están en el origen de la formación de las grandes estructuras ( galaxias , cúmulos de galaxias , etc.) que observamos hoy. En algunos modelos de inflación, las fluctuaciones en el inflatón son insignificantes, pero otro campo escalar, el curvatón, tiene grandes fluctuaciones, que también se transfieren a la materia ordinaria.
Actualmente se desconoce la naturaleza del campo de inflación. Uno de los obstáculos para deducir sus propiedades es la incapacidad de las teorías cuánticas de campos para predecir correctamente la energía de un vacío, dependiendo del contenido de las partículas de una teoría elegida. Atkins (2012) sugirió que incluso es posible que no se necesite ningún campo nuevo y que una versión modificada del dominio de Higgs podría actuar como un inflatón.