Academic literature on the topic 'Radiazione di sincrotrone'

Una particella carica che si muove in un campo magnetico e` accelerata dalla forza di Lorentz, e di conseguenza emette della radiazione. Quindi si escludo- no a priori i neutroni, che sebbene siano formati da particelle cariche (i quarks) sono globalmente neutre. Per accelerazione, si intende anche solo un’acce- lerazione centripeta di cui risentono le particelle cariche nel campo, sebbene non vi sia una variazione nel modulo della velocita`. In base alla velocita` delle particelle cariche che si muovono nel campo magnetico si possono distinguere radiazione di ciclotrone e di sincrotrone. La radiazione di ciclotrone e` presente quando le particelle cariche hanno velocita` non relativistiche o relativistiche, invece la radiazione di sincrotrone e` presente quando le particelle hanno velo- cita` ultra-relativistiche. Entrambe sono radiazioni che non necessitano dell’equilibrio termico del mez- zo, e sono radiazioni impulsive. Cio` che le distingue, a parte la velocita`, e` la tipologia di impulsi che si misurano. Infatti nel caso del sincrotrone, ove le par- ticelle sono ultra-relativistiche, gli impulsi arrivano molto ravvicinati fra loro. Nel caso del ciclotrone arrivano impulsi meno ravvicinati che coincidono con la frequenza di rotazione nel campo magnetico. In questo elaborato ci si soffermera` esclusivamente sull’emissione di sincro- trone e su alcune applicazioni astrofisiche di questo processo, cercando di dare una trattazione sufficiente, seppur scarna, ai fini di capire un processo fisico molto importante negli ambienti astrofisici.

Nel presente elaborato si discutono le principali caratteristiche e le più importanti applicazioni astrofisiche della radiazione di sincrotrone. Si descrive il processo alla base della sua origine, lo spettro che ne deriva e la sua evoluzione nel tempo. Si spiega, inoltre, come sia possibile stimare l'età e misurare il campo magnetico di una sorgente che emette per sincrotrone.

Questo lavoro di tesi è incentrato sulla microtomografia con radiazione di sincrotrone, di cui vengono presentate le diverse modalità di acquisizione, mostrandone le potenzialità e mettendola a confronto con la microCT convenzionale. Le principali caratteristiche di un fascio di raggi X prodotto presso sorgenti di radiazione di sincrotrone sono le seguenti: la monocromaticità, che evita l’indurimento del fascio, la forte intensità, che permette una acquisizione dati rapida a risoluzione spaziale molto alta, con conseguente precisa mappatura delle strutture interne del campione, e l’alta coerenza, che porta ad ulteriori possibilità di imaging, come l’acquisizione in contrasto di fase. Grazie a queste caratteristiche la microCT con radiazione di sincrotrone rappresenta attualmente uno strumento di indagine di grande importanza in molteplici campi della ricerca, che vanno dalla scienza dei materiali, alla geologia, dal campo medico fino a quello dei Beni Culturali. In particolare, in questa sede, vengono illustrate e discusse alcune applicazioni in campo medico (mammografia) e in campo paleontologico e paleoantropologico (studio della microstruttura di denti fossili e moderni per ottenere informazioni riguardo il ciclo vitale, l’invecchiamento, la crescita, il processo di dentizione, la dieta, e così via).

L'elaborato espone in modo sintetico le principali caratteristiche dell'emissione delle galassie ellittiche concentrandosi in particolare sui principali processi fisici che partecipano all'emissione di radiazione delle galassie. All'inizio della tesi è presente una breve introduzione dedicata alle caratteristiche fisiche e morfologiche dei principali tipi di galassie ellittiche

Gli ammassi di galassie sono le più grandi strutture dell’Universo che hanno raggiunto l'equilibrio viriale. Essi sono il risultato dell'aggregazione gravitazionale di galassie e sono costituiti oltre che da materia luminosa, anche da un gas caldo detto intracluster medium(ICM) e da materia oscura(circa l'80% del totale). L’ICM è caratterizzato da emissioni sia di tipo termico che non termico, rispettivamente nella banda X e nella banda Radio, dovute soprattutto al meccanismo di bremsstrahlung termica e all’emissione di sincrotrone. Lo studio delle radiazioni emesse da questo gas ha portato alla comprensione di alcuni processi caratteristici nella dinamica degli ammassi di galassie, quali i fenomeni di merger e cooling flow, consentendo così una migliore descrizione della dinamica e dell'evoluzione degli ammassi. In questa tesi si pone l'attenzione sulle sorgenti radio diffuse, in particolare sugli aloni e i relitti radio, al fine di analizzare possibili correlazioni tra Potenza radio-Luminosità X, Potenza Radio-LLL e valutare una possibile dipendenza dell'indice spettrale caratteristico della radiazione di sincrotrone dalla temperatura. La ricerca relativa agli ammassi di galassie risulta importante in quanto, trattandosi delle più grandi strutture dell’Universo che abbiano raggiunto l’equilibrio viriale, il loro studio costituisce un valido strumento per la verifica dell’attuale Modello Cosmologico.

Nella prima parte di questo elaborato viene presentata una visione generale degli ammassi di galassie, analizzando principalmente le emissioni ottiche, in banda X e in banda radio. Nella seconda parte viene proposta un’analisi di recenti osservazioni su emissioni radio estese, in particolare da aloni radio, ricercando una possibile correlazione tra le loro proprietà e il redshift dell’ammasso di galassie.

La radiazione elettromagnetica è ciò che ci permette di conoscere e comprendere gli oggetti dell’Universo. In questo elaborato, in particolare, verranno esposti i processi principali che producono radiazione nelle galassie a spirale, descrivendone i principi fisici e sottolineandone gli aspetti astrofisici di interesse. Nel Capitolo 1 verrà fatta una breve introduzione sul concetto di galassia, in particolare sulla classificazione data da Hubble e sugli aspetti morfologici e fotometrici della classe delle Spirali. Nel Capitolo 2 verranno esposte le principali proprietà che caratterizzano il mezzo interstellare nelle Spirali, permettendo dunque di comprendere fin da subito il contesto astrofisico nel quale tali processi radiativi si realizzano. Nel Capitolo 3, infine, si analizzeranno i singoli processi che producono emissione in tutto lo spettro elettromagnetico, a partire dal Radio fino alle radiazioni più energetiche nelle bande X e Gamma.