Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica
Istituto Nazionale di AstrofisicaF. Finelli
9 gennaio 2004
COSMOLOGIA E ASTROFISICA TEORICA
Full time:
C. Burigana (Ric. CNR dal 1996) F. Finelli (Borsista, Ass. Ric., 3 anni) L.A. Popa (In congedo da Inst.for Sp. Sc., Romania, 4
anni)
con contributi del gruppo Planck @ IASF-BO (partial time)
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Interessi
a) Cosmologia Primordiale
b) Spettro di CMB
c) Anisotropie CMB in Temperature e Polarizzazione
d) “Foregrounds”
e) Anisotropie CMB e Dati Complementari
f) Simulazioni ed effetti sistematici in esperimenti di anisotropie CMB
g) Riduzione e analisi dati
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COBE FIRAS
1989-1993
WMAPIn orbita dal
2001
CMB
IN ORBITA DAL
2007
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COLLABORAZIONI
Inst. Space Sciences (Bucharest, Romania)
MPI & ESO (Munchen, Germany)MPI fur Radioastronomy (Bonn,Germany)Dept. Phys. Brown University (USA) Dept. Phys. Purdue University (USA)RESCEU, Tokyo (Japan)Ist. Fis., Univ. de Sao Paulo (Brazil)Dep. Fis. Univ. Oviedo (Spain)Dep. Fis. Univ. Valencia (Spain)
Dip. Fis. Univ. Bologna (anche INFN BO11)
Dip. Fis. Univ. Milano Bicocca
Dip. Fis. Univ. Padova
Dip. Fis. Univ. Roma "Tor Vergata"SISSA (Trieste)INAF at CINECA (Bologna)INAF/OAP (Padova)
INAF/OAR (Roma)
INAF/OAT (Trieste)IASF/CNR (Milano)IRA/CNR (Medicina e di Noto)IFP/CNR (Milano)
IEI/CNR (Pisa)
IGM ISMA/CNR (Bologna)Partecipazione a 1 Research Training Network di EC + 2 in proposta
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Dal 1996:
TESI LAUREA:
8 svolte, 1 in corso
TESI DI DOTTORATO:
4 conseguita in Fisica (Univ. Ferrara, 2 Bologna, Roma I)
2 in Astrofisica in corso (Inst. Sp. Sc. Bucharest, MPI fur Radioastr.,Bonn)
4 coll. con Dott. in Fisica (3 Sissa, Milano)
BORSE CNR:
1 nel 1999 (+ 1 in corso)
ALTA FORMAZIONE
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• Perturbazioni di densita’ primordiali: risultati di WMAP per TE:
dai dati a bassi l le perturbazioni si estendono oltre l’orizzonte al disaccoppiamento, sono adiabatiche, favorendo i modelli inflazionari e non quelli basati sui difetti topologici
a1) Cosmologia Primordiale• Studio teorico di modelli di inflazione e alternativi
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Perturbazioni dall’Inflazionea2)
Nessun modello noto predice esattamenteSolo una classe di modelli (potenziale esponenziale perl’inflatone) produce con indipendente da k.
WMAP con l’aiuto di CBI e ACBAR:
con PLANCK fino
a
l 2000
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b1) Spettro CMB
• Valutazione delle distorsioni spettrali in scenari cosmologici/astrofisici
• Impatto scientifico di nuove misure di spettro (DIMES e FIRAS II)
• Sinergia tra misure di anisotropia (T,P) e spettro.
• Analisi congiunta distorsioni spettrali e contributi di foreground
Burigana et al. (2004): On the cosmological implications of next and future CMB space experiments
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b2) Spettro CMB
I I II
I FIRAS
I DIMES
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Anisotropie CMB: Energia Oscurac1)
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c2) Anisotropie CMB: Quintessenza
Balbi, Baccigalupi,Matarrese, Perrotta, Vittorio, Ap. J. L5 (2003)
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c3)Anisotropie CMB: Q vs Energia Oscura
• EO potrebbe non essere (mai visto in un laboratorio
e comunque oltre SM, MSSM)
• EO non dipende solo da p(t), ma anche da p(t,x) (Q e’ solo una realizzazione particolare di p)
E’ sufficiente studiare Q come unica alternativa di EO a ?
• E’ anche opportuno utilizzare un approccio macroscopico,
dove si studiano proprieta’ fisiche invece di modelli. • Cambiando proprieta’ fisiche dell’EO cambiano i parametri cosmologici predetti da CMB.
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c4)Anisotropie CMB: Q vs Energia Oscura
Abramo,Finelli,Pereira, in preparazione (2004)
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c5)Anisotropie CMB: EO come fluido perfetto
Carturan,Finelli, PRD68 (2003)Amendola,Finelli,Burigana,Carturan JCAP0307 (2003)
10 , X
X
Ap XXX cp 2
il modello e’ equivalente a CDM
0
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c6)Anisotropie CMB: Effetti Non-Lineari
Popa,Burigana, Mandolesi, ApJ 580 (2002)
Planck osservera’ scale dove gli effetti non-lineari sono non trascurabili.
Effetti studiati mediante CMBFAST + N-body
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d1)Anisotropie CMB e Dati Complementari
• Complementarieta’ di anisotropie CMB e dati Ly-
• Errori da WMAP, Ly- , WMAP + Ly-, PLANCK.
Popa,Burigana, Mandolesi, New A. in press (2004).
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g1)Riduzione e Analisi dati CMB
• Deconvoluzione cieca di mappe anisotropie CMB in presenza di rumore nel caso di main beam distorti e scanning strategy complessa.
• Per Planck si guadagna circa 1-2 picchi acustici.
Burigana, Saez, A & A (2003)
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CONCLUSIONI
Le connessioni di fisica fondamentale e CMB sono molteplici
• Anisotropie: “Precision Cosmology”
• Spettro: dopo la pausa post-FIRAS stanno ripartendo progetti per misure piu’ accurate.
ForegroundsEffetti SistematiciRiduzioni e Analisi Dati