Radioastronomia 1

A.A. 2019/2020
6
Crediti massimi
42
Ore totali
SSD
FIS/05
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'obiettivo di questo corso è di fornire le conoscenze di base degli strumenti e delle metodologie osservative utilizzate nelle osservazioni astronomiche effettuate in un ampio intervallo di frequenze, che spazia dalle onde radio fino alle microonde e alle onde millimetriche e sub-millimetriche. Il corso è articolato attorno a tre argomenti principali: ricevitori, antenne e telescopi, interferometria
Risultati apprendimento attesi
Lo studente al termine del corso avrà acquisito le seguenti abilità
· Conoscerà i principi e le teorie fondamentali che regolano propagazione di segnali elettromagnetici in linee di trasmissione e ricevitori radio e a microonde
· Conoscerà le principali tipologie di antenne utilizzate nella radio astronomia con particolare riferimento ad antenne a tromba corrugate e antenne a riflettore
· Conoscerà i principi e le caratteristiche di ricevitori coerenti total power, ricevitori coerenti differenziali, polarimetri coerenti a pseudo correlazione e ricevitori incoerenti di tipo bolometrico, TES e a induttanza cinetica
· Conoscerà le proprietà di rumore dei ricevitori e saprà effettuare un calcolo di temperatura di rumore di un ricevitore radiometrico
· Conoscerà la teoria dell'interferometro a due antenne e le basi dell'interferometria a sintesi di apertura
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Il corso si struttura attorno a tre tematiche precedute da un'introduzione in cui si richiamano concetti di base di elettromagnetismo e dell'analisi delle caratteristiche di segnale e rumore.

Le tre tematiche trattate sono:

· Ricevitori. In questa parte si approfondiscono caratteristiche, vantaggi e limiti di ricevitori di tipo coerente e incoerente, affrontando anche tematiche di frontiera come, ad esempio, rivelatori a bassissimo rumore di tipo KID (Kinetic Inductance Detectors)

· Antenne e telescopi. In questa parte si affrontano i concetti base che permettono lo studio dell'interazione fra la radiazione elettromagnetica e le antenne. In seguito si approfondiscono le tipologie principali di antenne utilizzate in campo radioastronomico presentando gli esempi più moderni e rilevanti

· Elementi di interferometria. In questa parte ci si concentra sul tema dell'interferometria, una tecnica che ha permesso, negli ultimi anni, di ottenere immagini radioastronomiche ad alta risoluzione. Si parte dall'interferometro base a due antenne per affrontare sistemi più complessi a molte antenne che consentono di ottenere vere e proprie "mappe" delle parti di cielo osservate. Vengono inoltre presentati i più importanti interferometri attualmente operativi e i principali progetti di sviluppo per il futuro.

Il corso è propedeutico al corso di Radioastronomia 2 e Laboratorio di Strumentazione Spaziale
Prerequisiti
Nessun prerequisito particolare
Metodi didattici
Il corso si svolge mediante lezioni frontali
Materiale di riferimento
Dispense del corso sul sito Ariel

An introduction to Radio Astronomy, B. Burke and F. Graham-Smith, Cambridge Univ. Press
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame è orale e consta di due parti. Nella prima lo studente presenta un argomento a scelta fra quelli trattati nel corso, nella seconda i docenti fanno domande sulle restanti parti del programma
FIS/05 - ASTRONOMIA E ASTROFISICA - CFU: 6
Lezioni: 42 ore
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Docente/i
Ricevimento:
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Ufficio, Via Celoria 16