Experimental Physics of Gravitational Waves

<p>Seminario</p>

<p>L'argomento del seminario finale verrà concordato tra studente e docente.</p>

Il corso è rivolto a studenti di Dottorato e della Laurea Magistrale e non richiede conoscenze pregresse di Relatività Generale.

Lezioni introduttive: Motivazioni per la ricerca sulle onde gravitazionali (GW). Panoramica dei risultati ottenuti da LIGO/Virgo fino ad oggi.

Teoria di base delle onde gravitazionali: Soluzione nel campo debole delle equazioni di Einstein. Propagazione delle onde gravitazionali. Sorgenti. Principio di rivelazione.

Interferometria: Interferometro di Michelson. Un rivelatore concettuale di onde gravitazionali.

Metodi matematici utili: descrizione del rumore nei domini del tempo e della frequenza.

Realizzazione di un rivelatore interferometrico di onde gravitazionali: rumore sismico, rumore termico, rumore quantistico. Cavità ottiche (Fabry-Perot, riciclo di potenza, riciclo di segnale).

Sistemi di controllo: Teoria di base dei sistemi di controllo. Controllo di un pendolo. Controllo di una cavità ottica (tecnica Pound-Drever-Hall). Locking dell'interferometro.

Tecnologie: Isolamento dalle vibrazioni, sospensioni, specchi, coating, squeezing.

Tecniche di analisi dei dati: Sistemi binari coalescenti, burst, sorgenti periodiche. Inferenza bayesiana

Risultati scientifici sulla fisica delle onde gravitazionali: GW150914, GW170817 e le loro implicazioni. Run O3 e O4: dagli eventi eccezionali agli studi di popolazione.

Astronomia multimessaggera

Cosmologia e fisica fondamentale con le onde gravitazionali

Rivelatori di terza generazione: Obiettivi scientifici, tecnologie.

Prospettive.

P.R. Saulson - Fundamentals of interferometric GW detectors - World Scientific

M. Maggiore - Gravitational Waves - Oxford

D. Reitze, P.R. Saulson, H. Grote eds. - Advanced interferometric GW detectors - World Scientific

M. Bassan (ed.) - Advanced interferometers and the search for GW - Springer

Articoli proposti dal docente