La misura della polarizzazione della radiazione cosmica di fondo nelle microonde (CMB) rappresenta uno dei principali obiettivi della moderna cosmologia osservativa.
Esserne in grado di studiare e controllare gli effetti legati alle sistematiche strumentali è essenziale per una sua stima accurata e affidabile.
Il segnale di polarizzazione della CMB viene misurato dai rivelatori sotto forma di dati ordinati nel tempo (timeline) che terranno conto sia del segnale di origine astrofisica che degli effetti strumentali spuri. Passaggio chiave è la corretta modellizzazione della tecnologia di rivelatore utilizzato.
Con questo progetto si vuole realizzare un modello matematico di rivelatore bolometrico TES (Transition Edge Sensor) in funzione del segnale ottico e dei parametri strumentali, con particolare attenzione agli effetti legati alle fluttuazioni termiche delle componenti criogeniche dello strumento, come ad esempio del piano focale raffreddato a temperature del sub-Kelvin. Si potranno, così, valutare i requisiti di stabilità termica e di misura delle eventuali instabilità.
Inoltre, verrà realizzato un sistema di lettura dei termometri per l'esperimento LSPE/SWIPE con l'obiettivo di decorrelare l'effetto delle fluttuazioni termiche dal segnale astrofisico di interesse.
Proponiamo, quindi, di creare un modello che permetta di studiare il comportamento dei rivelatori TES, utilizzati nell'esperimento LSPE/SWIPE, legato alle variazioni dei parametri tipici del rivelatore stesso, in modo da minimizzare le fluttuazioni della sua responsività elettrica. Si potranno, così, fissare le condizioni di lavoro ottimali per i TES di LSPE/SWIPE e le fluttuazioni di temperatura potranno essere monitorate con successo al livello dei requisiti richiesti.
Tutto ciò servirà a validare il modello proposto per renderlo, così, fruibile in futuro per esperimenti con il medesimo target scientifico come LiteBIRD.
L'aspetto innovativo di questa ricerca riguarda l'essere in grado di modellizzare e, quindi, misurare tutti gli effetti sistematici correlati con l'esperimento in esame, nel nostro caso LSPE/SWIPE (ed in futuro anche l'esperimento da satellite LiteBIRD), studiando come questi effetti influenzino la responsività del rivelatore utilizzato, il TES.
La misura diretta di queste fluttuazioni verrà effettuata con un sistema termometrico sviluppato ad hoc per i nostri scopi, rispettando tutti i requisiti provenienti dal modello proposto. La tecnologia utilizzata per sviluppare questa termometria è validata sia per missioni da pallone che da satellite.
Fatto ciò, saremo in grado di ricavare una mappa della polarizzazione della CMB il più vicina possibile al caso ideale e si riuscirà, così, a decorrelare i dati riguardanti queste fluttuazioni termiche previste, direttamente misurate durante l'intera durata del volo, da quelli di interesse scientifico.
Si riuscirà, così, a misurare una mappa della polarizzazione della CMB con una precisione senza precedenti.