Selezione dei fotoni nel Large Area Telescope della
missione Fermi e studio delle incertezze sistematiche
associate
Relatori:
Prof. Ronaldo Bellazzini Dott. Luca Latronico
Candidato:Marco Tinivella
Il Large Area Telescope (LAT) a bordo del satellite Fermi e' un telescopio a creazione di coppie per la rivelazione di raggi gamma di energia tra 20 MeV e fino oltre 300 GeV.
Lanciato dalla NASA nel giugno 2008, il LAT sta studiando il cielo gamma con sensibilita' e risoluzione mai raggiunte prima, consentendo lo studio delle emis-sioni di altissima energia da molteplici sorgenti quali pulsar, nuclei galattici attivi, Gamma Ray Burst e supernove, fornendo dati di primissimo livello per lo studio di problemi di fisica astro-particellare, come l'individuazione dei siti di generazio-ne ed acceleraziogenerazio-ne dei raggi cosmici, le modalita' di gegenerazio-neraziogenerazio-ne dei raggi gam-ma, il test dell'invarianza di Lorentz usando i GRB come sonde cosmologiche, e la natura della materia oscura.
La tesi descrive le principali sorgenti di raggi gamma celesti studiate dalla mis-sione, insieme ai principali aspetti della ricerca legata al loro studio e ai risultati ottenuti durante il primo anno della missione Fermi.
Nel capitolo successivo (2) viene descritta la tecnica di rivelazione dei raggi gam-ma, a partire dalle prime missioni pionieristiche fino all'avanzamento tecnologi-co introdotto tecnologi-con Fermi nel settore.
In seguito (capitolo 3) viene data un'approfondita descrizione del LAT e delle sue principali componenti: l'innovativo tracciatore a microstrisce di silicio, il calorime-tro modulare a cristalli CsI, lo schermo di anticoincidenza (ACD) composto di pia-stre di scintillatore plastico e l'elettronica di trigger e controllo.
Nel capitolo 4 viene descritta approfonditamente la procedura di ricostruzione delle caratteristiche degli eventi rivelati a partire dai segnali inviati dal LAT. La separazione dei raggi gamma dal predominante fondo di raggi cosmici e' un'analisi particolarmente importante per il LAT: la tesi descrive in dettaglio il processo di analisi e riconoscimento degli eventi del LAT attualmente rilasciato dalla collaborazione (denominato Pass 6), ed il nuovo processo attualmente in fase di sviluppo (denominato Pass 7), che utilizza osservazioni effettuate dopo il lancio e mira ad aumentare l'accettanza del telescopio.
Obiettivo della tesi e' di contribuire alla validazione della nuova analisi di reiezio-ne di fondo, inizialmente tramite un confronto dei due processi di analisi (Pass6 e Pass7) applicato a dati simulati tramite metodo Montecarlo (capitolo 5), che ha permesso di confermare l'effettivo forte aumento di area efficace ottenuto da Pass 7 , particolarmente a basse energie, pur accompagnato da un aumento non trascurabile della contaminazione del segnale da parte di fondo carico che deve essere opportunamente trattato.
Viene infine descritto il processo di validazione effettuato confrontando le analisi spettrali di sorgenti gamma particolarmente brillanti, come la pulsar Vela, effet-tuate con le due selezioni di eventi, che ha permesso a partire dai diversi para-metri spettrali ottenuti dai vari set di dati di stimare le sistematiche legate al processo di reiezione del fondo carico.
