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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

 

Tesi etd-11102017-104729


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
AITA, LORENZO
URN
etd-11102017-104729
Titolo
Ricerca Multimessenger di Discontinuita di Fase in Segnali da Pulsar
Struttura
FISICA
Corso di studi
FISICA
Commissione
relatore Dott. Cella, Giancarlo
Parole chiave
  • glitch
  • onde gravitazionali
  • pulsar
Data inizio appello
11/12/2017;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
Nel centenario dalla loro predizione, le onde gravitazionali sono state osservate direttamente. C'erano già stati avvisi della loro presenza in maniera indiretta, ma solo utilizzando rivelatori interferometrici di seconda generazione (come LIGO e Virgo) sono state misurate direttamente. L'evento misurato da LIGO, inoltre, porta con sé un'ulteriore scoperta: è stata la prima misura diretta di buchi neri.

Nel nostro Universo non ci sono però soltanto sorgenti di onde gravitazionali sotto forma di buchi neri. Infatti ci sono una grande varietà di possibili sorgenti, tra le quali le pulsar. Le pulsar, che sono delle stelle di neutroni ruotanti, possono essere sorgenti di onde gravitazionali continue in presenza di leggere deformazioni rispetto ad una simmetria attorno all'asse di rotazione.

Tramite un accurato studio degli impulsi elettromagnetici provenienti da alcune pulsar note è stato riscontrato che nell'emissione sono presenti delle saltuarie irregolarità. Queste irregolarità sono di due tipi principalmente: timing noise e glitch. Lo scopo di questa tesi è presentare una procedura di analisi dati che permetta di indagare se la variazione del segnale gravitazionale emesso da una pulsar in presenza di glitch è coerente con la variazione di quello elettromagnetico.

Applicando la procedura a segnali simulati studiamo i limiti entro i quali è possibile rivelare una discontinuità di fase del segnale gravitazionale dopo il tempo di rilassamento del glitch. Utilizzando l'informazione elettromagnetica è possibile risalire all'istante del glitch, e soprattutto si ha un riferimento per la fase del segnale gravitazionale.

Un glitch induce una variazione di fase degli impulsi elettromagnetici osservabile. Integrando questa fase al variare del tempo, essa può superare \pi/2; se ciò avviene, il segnale non può più essere considerato coerente con se stesso, cambiando la tipologia di analisi del segnale gravitazionale.

Ma la motivazione principale dello studio è quella di capire entro quali limiti il segnale gravitazionale e quello elettromagnetico restano sincronizzati con lo stesso ritardo di fase prima o dopo il glitch. Una eventuale variazione di questo parametro potrebbe dare informazioni importanti su riassestamenti strutturali della stella a neutroni, e quindi fornire indizi sulla sua struttura.

Abbiamo quindi caratterizzato la sensibilità della tecnica proposta, studiandone il comportamento al variare del rumore del rivelatore e dell'incertezza sulla localizzazione temporale degli impulsi elettromagnetici. Questo per diversi modelli del segnale, in particolare in presenza di uno spin down dovuto alla perdita di energia.

Dopo una breve introduzione e una introduzione di alcuni concetti di relatività generale necessari per comprendere la natura della produzione di onde gravitazionali, discutiamo le caratteristiche fondamentali dei rivelatori interferometrici.

Segue una rassegna delle principali caratteristiche di una pulsar sia dal punto di vista elettromagnetico che gravitazionale, e una breve discussione sui glitch. Nella parte finale descriviamo le tecniche utilizzate per simulare i nostri dati e la tecnica di rivelazione proposta. Riportiamo e discutiamo infine i risultati ottenuti.
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