Maurizio Tomasi

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Ricercatore TD (Lettera B)

Email:maurizio,tomasi;at;unimi,it

Interessi scientifici

  • External Collaborator della missione LiteBIRD (http://litebird.jp/eng/)
  • Membro del Core Team di Planck, con le seguenti responsabilità all'interno del consorzio LFI:
  • Responsabile dello sviluppo della pipeline di analisi dati e simulazione dello strumento LSPE/Strip;
  • Co-autore del proposal della missione CORE++, sottoposta all'ESA nell'Autunno 2016, per una missione spaziale dedicata alla misura della polarizzazione del fondo cosmico.

Didattica

Tesi di laurea/dottorato

 Proposte di tesi di laurea

Le tesi qui proposte sono legate al progetto LiteBIRD (http://litebird.jp/eng/), una missione spaziale approvata dalla JAXA (agenzia spaziale giapponese). La missione ha lo scopo di cercare le tracce delle onde gravitazionali primordiali legate al Big Bang: secondo la teoria dell'inflazione, queste onde sarebbero state generate nelle primissime fasi di vita dell'Universo, quando le scale di energia delle tre forze fondamentali (gravità, forza elettrodebole e forza forte) erano a un livello confrontabile. Riuscire a misurarle riuscirebbe quindi a dimostrare in un sol colpo la validità delle teorie sulla nascita dell'Universo, e nel contempo portarci più vicino a una unificazione delle gravità con le altre due forze.

LiteBIRD sarà lanciata nel 2027, e volerà in corrispondenza del punto Lagrangiano L2, a un milione e mezzo di km dalla Terra (quattro volte la distanza Terra-Luna). Il gruppo di cosmologia dell'Università degli Studi di Milano è coinvolto in vari aspetti della missione, dalla realizzazione dell'hardware al controllo delle operazioni in volo e all'analisi dei dati.

A causa del respiro internazionale del progetto, sebbene non sia obbligatorio, sarebbe consigliato redigere le tesi in inglese, anziché in italiano.

Tesi triennali

Visibilità dei pianeti

Per calibrare la risposta dello strumento al segnale del cielo, LiteBIRD dovrà osservare durante le sue operazioni l'emissione nelle microonde dei pianeti esterni (Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno). È importante che i pianeti siano visibili il più frequentemente possibile, perché essi consentiranno di calibrare lo strumento e verificarne le funzionalità. L'argomento della tesi è di eseguire delle simulazioni che verifichino quanto spesso i pianeti saranno visibili dagli strumenti durante le operazioni in volo.

Calibrazione mediante il dipolo

Il moto del Sistema Solare, e quindi della sonda LiteBIRD, rispetto al sistema di riferimento primordiale del Big Bang causa un effetto Doppler nel segnale misurato: in certe regioni del cielo esso è spostato verso il blu, mentre nella direzione opposta verso il rosso. Questo segnale, chiamato «dipolo», è costante nel tempo, ed è quindi fondamentale osservarlo regolarmente per tenere traccia di variazioni nell'efficienza degli strumenti a bordo della sonda. L'argomento della tesi è verificare quanto efficientemente LiteBIRD riuscirà ad osservare il dipolo.

 Tesi magistrali

Osservazione di sorgenti puntiformi

Questa tesi rappresenta un caso di studio più generale della tesi «Visibilità dei pianeti» mostrata sopra. Oltre a verificare la frequenza di osservazione (argomento della tesi triennale), si dovrà simularne l'osservazione, tenendo traccia del modo in cui i rivelatori a bordo della sonda (bolometri) risponderanno al segnale, e al modo in cui la presenza di sorgenti puntiformi (galassie lontane, stelle, etc.) interferirà nell'analisi dei dati.

Simulazione del rumore di quantizzazione

Il segnale misurato a bordo della sonda andrà inviato a terra coprendo una distanza di un milione e mezzo di km: questo richiederà una compressione dei dati, che ridurrà la qualità del segnale. Questo effetto, chiamato «quantizzazione», oltre ad aumentare il rumore può causare degli errori sistematici causati da non-idealità nella componente elettronica che opera la quantizzazione. L'argomento della tesi riguarda la simulazione numerica di questi effetti, e la propagazione dell'errore fino alla produzione delle mappe e allo studio dei risultati scientifici.