Approccio analitico agli effetti sistematici e ibridizzazione di tecniche di misura per lo studio del Fondo Cosmico a Microonde

Anno
2019
Proponente Giuseppe D'Alessandro - Collaboratore
Sottosettore ERC del proponente del progetto
PE9_14
Componenti gruppo di ricerca
Componente Categoria
Alessandro Coppolecchia Dottorando/Assegnista/Specializzando componente non strutturato del gruppo di ricerca
Abstract

Negli ultimi anni la ricerca in cosmologia ha fatto grandi passi avanti soprattutto nello studio della polarizzazione della Radiazione Cosmica di Fondo (CMB) grazie allo sforzo di numerosi esperimenti a terra (i.e. l'Atacama Cosmology Telescope e il South Pole Telescope) coadiuvati sia da importanti missioni satellitari (i.e. il satellite Planck) che da missioni su pallone stratosferico (i.e SPIDER, LSPE, OLIMPO).
Nonostante i notevoli miglioramenti in campo tecnologico (i.e. criogenia e detector, utilizzo di metameriali per i componeti ottici), gli esperimenti sono fortemente limitati dagli effetti sistematici introdotti dall'esperimento stesso e dai foregrounds, che inquinano la misura. Se da un lato si cerca di arginare il secondo problema costruendo degli esperimenti con il solo scopo di misurare i foregrounds, il primo problema non é di facile risoluzione e richiede diversi sforzi per essere mitigato.
Il progetto di ricerca presentato ha come scopo l'utilizzo di un nuovo approccio alla progettazione degli esperimenti inteso a migliorare la mitigazione delle sistematiche. Usando il formalismo di Muller generalizzato in tre dimensioni si riduce l'esperimento ad un operatore matematico 9X9 con il quale, senza fare approssimazioni, è possibile approcciare analiticamente gli effetti sistematici. Inoltre, tale rigorosità matematica permette di ibridizzare diverse tecniche di misura sfruttandone i rispettivi vantaggi. Ad esempio si può trasformare un semplice interferometro Martin-Pupplett, con una grande capacitá di ridurre le sistematiche tramite la self-calibration, in un polarimetro per la CMB.
Le tecniche di interferometria e polarimetria sviluppate dal nostro laboratorio negli utlimi anni, unitamente all'impiego innovativo del formalismo di Muller, ci consentono di progettare un esperimento che risponda non solo agli attuali quesiti cosmologici, ma che permetta anche di mitigare intrinsecamente gli effetti sistematici.

ERC
PE9_17, PE9_14, PE4_2
Keywords:
COSMOLOGIA, TECNICHE SPETTROSCOPICHE E SPETTROMETRICHE, OTTICA APPLICATA, STRUMENTAZIONE ASTRONOMICA E ASTROFISICA

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