Astrofizica si
Cosmologie
Lista de personal:
|
Nr. |
Nume si
prenume |
Functia |
|
|
1. |
Lucia Aurelia Popa |
CS I |
|
|
2. |
Petruta Stefanescu |
CS III |
|
|
3. |
Ana Caramete |
CS III |
|
|
4. |
Lurentiu Caramete |
CS |
|
|
5. |
Oana Broscaru |
CS |
|
|
6. |
Daniel Tonoiu |
CS |
Proiecte/Contracte:
|
Nr. |
Tip proiect |
Denumire proiect |
|
|
1. |
PECS / ESA |
Scientific exploitation of the Planck-LFI
data |
|
|
2. |
PN2/Idei |
Neurini Obscuri in Cosmologia
Observationala |
|
|
3. |
PN2 / D8 |
Tehnici GRID in
astrofizica cu aplicatii in modelarea, procesarea si distributia datelor
spatiale |
|
|
4. |
Nucleu 2006 |
Procese
Atomice, Moleculare si Nucleare in Fizica Spatiala : modelari teoretice
si experimente |
Rezultate obtinute in anul 2008
Programului Stiintific al Misiunii
Spatiale PLANCK (ESA)
· Detectarea modului B de polarizare a Radiatiei cosmice
de Fond
A fost analizata posibilitatea
detectarii de catre experimentul Planck a modului B de polarizare al Radiatiei
Cosmice de Fond in cadrul modelului cosmologic ΛCDM, cu contributii tensoriale ale
perturbatiilor primordiale descrise de un raport al amplitudinilor
perturbatiilor tensoriale si scalare 
.
Componenta cosmologica a polarizarii de tip B pentru aceste modele cosmologice
a fost comparata cu modele ale zgomotului sistematic datorat contributiilor
contaminante de origine galactica si extragalactica pentru canalele de
frecventa ale Planck care vor masura polarizarea. S-a observat ca cel mai
scazut nivel al zgomotului introdus de extragerea fondurilor contaminante este
pentru canalul de frecventa de 70 GHz, pentru modelele cosmologice considerate,
avand un raport semnal zgomot S/N=3 pentru valori ale raportului tensor –
scalar 
. De asemeni, pentru contributii tensoriale
mai mari, si in canalele de frecventa de 100 GHz, 143 GHz si 44 GHz poate fi
atinsa aceasta valoare a raportului S/N in anumite domenii ale ordinului de
multipol.
Constrangeri
asupra parametrilor cosmologici caracteristici modului B de polarizare care se
pot obtine cu Misiunea Planck
·
Analiza modelelor cosmologice cu asimetrie
leptonica si variatie a abundentei heliului prioial
Aceasta activitate a avut ca obiective:
-Stabilirea limitelor asupra continutului de radiatie al
Universului si a proprietatilor neutrinilor.
-Constrangerea modelelor cosmologice ce iau in
considerare asimetria leptonica prin stabilirea limitelor pentru parametrul de
degenerare al neutrinului si pentru gradele de libertate relativiste datorate
altor procese fizice ce ar fi putut avea loc intre epoca nucleosintezei in
teoria Big-Bang si epoca formarii structurilor stelare.
-Stabilirea unor limite pentru barele de eroare ale
abundentei de heliu promordial
-Estimarea imbunatatirilor pe care observatiile de
temperatura si polarizare ale radiatiei cosmice de fond masurate la rezolutie
unghiulara mare si cu o sensitivitate crescuta de catre experimental PLANCK le
vor avea asupra parametrului de degenerare si abundentei de heliu primordial.
Articolul:
WMAP 5-year constraints on lepton asymmetry
and radiation energy density: Implications for Planck rezultat al acestei activitati, a fost premiat de
CNCSIS.
·
Masuratori de distanta in
cosmologie: studiul complementaritatii intre rezultatele stiintifice ale
misiunii Planck si alte informatii cosmologice si astrofizice
Scopul general al acestui proiect
este studiul importantei combinarii masuratorilor de distanta (obtinute din
Oscilatiile Acustice ale Barionilor (BAO), supernove de tip Ia (SN) si
masuratorile efectuate de Chandra pentru fractiunea de masa a gazului in domeniul
radiatiei X din clastere) cu masuratorile de radiatie cosmica de fond (CMB)
pentru determinarea cat mai precisa a naturii si proprietatilor energiei
intunecate, a parametrului de densitate de
energie a materiei Ωmh2 si a altor parametrii in modele
cosmologice standard si non-standard.
Rezultatul acestei activitati exte dezvoltarea codurilor COSMOMC si CAMB
pentru a putea complementa masuratorile de CMB cu masuratorile de distanta
obtinute din BAO si Chandra si de asemenea de includerea a noi parametri de
input legati de derivatele potentialului de inflatie la scala pivot.
Intervale de confidenta (68% si 95%) ale curburii si
energiei obscure din Univers obtinute din analiza masuratorilor experimentului
WMAP complementate cu diferite masuratori astrofizice de distanta provenind de
la: Hubble Space Tellescope (rosu si albastru), Oscilatii Barionice masurate de
Sloan Digiata Sky Survey (galben si magenta).
·
Studiul modelelor cosmologice
cu extradimensiuni pe baza analizei masuratorilor Planck si a altor seturi de
date astrofizice: Implicatii cosmologice
pentru Modelul Standard al Fizicii Particulelor Elementare
Aceasta activitate a avut drept scop implementarea formalismelor de tip
Hamilton-Jacobi pentru evaluarea spectrelor fluctuatiilor primordiale pentru
perturbatiile scalare (de curbura) si tensoriale
(unde gravitationale), avand drept finalitate testarea modelelor cosmologice
care implica extradimensiuni (mecanisme
Kaluza Klein) si posibilitatea testarii acestora utilizand masuratori
cosmologice si astrofizice.
Constrangeri asupra parametrilor
de inflatie in spatiul 4-dimensional
(rosu)
si 5-dimensional (verde)
obtinute din analiza masuratorilor
experimentului WMAP complementate cu masuratori astrofizice de distanta
provenind de la Hubble Space Tellescope si
Sloan Digiata Sky Survey
Programul Stiintific al Misiunii Spatiale EUCLID (ESA)
Studiul posibilitatii determinarii
geometriei, topologiei si continutului Universului precum si testarea teoriilor
care descriu originea si evolutia acestuia cu prin msuratori spatiale
spectroscopice in infrarosu
Aceasta
activitate are drept obiectiv contributii la programul stiintific al Misiunii
EUCLID, misiune selectata de ESA in
programul Cosmic Vision prin:
-Studiul
comparativ al tehnicilor de observare bazate pe Oscilatiile Acustice ale
Barionilor (BAO) si Deflexiei Gravitationale (DG)
-Determinarea
preciziei de obtinere a ecuatiei de stare pentru energia obscura prin
tehnica BAO si tehnica DG pentru modele MaVaN.
-Studiul efectelor
sistematice datorate evolutiei nelineare si erorilor de calibrare.
-Studiul
posibilitatii folosirii tehnicilor combinate BAO+DG pentru elminarea erorilor
sistmatice.
Experimentul de raze cosmice Pierre Auger
Metoda statistica pentru identificarea si studierea surselor celor mai energetice de particule ce
intra in componenta razelor cosnice
Pierre
Auger Observatory este un observator hibrid care foloseste doua metode de
studiu, una cu ajutorul a 1600 de tancuri de apa si una cu ajutorul a 24
telescoape plasate in 4 locatii diferite. La interactia cu atmosfera razele
cosmice generaza o jerba de particule secundare care interactioneaza cu azotul
din aer formand fotoni secundari vizibili in ultraviolet. Pe acest fenomen se
bazeaza obsevatiile cu ajutorul telescoapelor, timpul de reactie acestora
trebuiind sa fie de orbinul nanosecundelor. Cea dea doua tehnica de observatie
foloseste tancuri umplute cu apa filtrata inchise ermetic plasate la distanta
de 1.5 km unul de celalalt si doate cu fotomultiplicatoare prentru a detecta
fotonii generati prin efect Cherenkov, efect produs la trecerea unei particule
incarcate printr-un mediu cu viteza mai mare decat viteza luminii in acel
mediu.
Elemente
de baza ale experimentului Pierre Auger si imagine
demonstrativa
a un unei jerbe generate
de raze cosmice.
Folosind
legi de deviere in camp magnetic bazate pe modele fizice de camp extragalactic
si mai ales galactic si modele de accelerare a particulelor in locul lor de
producere se compun distributii de evenimente virtuale care se pot compara,
corela cu distributii de evenimente ducand la validarea sau invalidarea
diverselor ipoteze sau modele folosite in constructia ipotezei. Aceasta
abordare beneficiaza de o mai mare siguranta si control, foloseste modele
fizice de accelerare de particule, ca de exemplu acretia particulelor in jurul
unei gauri negre supermasive care se gasete de regula in centrul galaxiilor,
acretie care da nastere unui disc si unui jet, amandoua fenomenele descoperite
si profund documentate de obseravtii astronomice.
Metoda statistica pentru
identificarea si
studierea surselor de particule ce intra
in componenta razelor cosmice
Proiectie Aitoff in
coordonate galactice a catalogului de gauri negre super masive. Codul de
culoare reprezinta diferite subliste aranjate in functie de redshift
Romanian
Virtual Observatory (RoVO)
www.rovo.ro
Creearea Observatorului Virtual
Romanesc (RoVO):
Aceasta activitate are drept scop realizarea de
unelte specifice sustinerii misiunilor spatiale
Planck, Euclid, CMBPol si de integrarea
observatorului virtual in cadrul experimentelor de raze cosmice de tipul
Pierre Auger si Pierre Auger North.
Impactul direct al acestei activitati este imbunatatirea standardelor legate de
functionarea unui Observator Virtual mondial.
Lista
de pubicatii in 2008
Articole in publicatii cotate ISI:
L.A. Popa, N. Mandolesi, A. Vasile, C. Burigana 2009,
ApJ
2009 (in printing)
Exact
reconstruction of the inflationary potential from WMAP-5 year data:
Implications For Planck 2009
L.A. Popa, C. Burigana, N. Mandolesi et al. (Planck-LFI Core\ Team) 2009,
Astronomy and Astrophysics
The
Planck-LFI Program
L.A.
Popa, A. Caramete 2008,
Jour.
of Cosmology and Astroparticle Physics [arXiv:0804.2971]
WMAP 5-year constraints on the lepton asymmetry
and radiation energy density: Implications for PLANCK
.
L.
A. Popa, A. Vasile, 2008 [arXiv:0801.3928]
Constraints
on the lepton asymmetry and radiation energy density: Implications for Planck
C.
Burigana, L.A. Popa, R. Schneider, R. Salvterra, T. R. Choudhury, A. Ferrara
2008, Monthly Notices of the Royal
Astronomical Society,
Volume 385, Issue 1, pp. 404-410, 2008 [arXiv:07.1913]
CMB polarization constraints on radiative feedback
A. Cimatti, M. Roberto, L.A. Popa et al. (EUCLID Coll.) 2008,
Experimental
Astronomy 2008, Volume 23, pp. 39-66
The
Space Mission
J.
Arguirre,…L.A. Popa, A. Caramete et al.
(CMBPol Coll.) 2009,
[arXiv:0903.0902]
Observing
the evolution of the Universe
Abraham, J.;
Abreu, P.; Aglietta, M,..., L. Caramete et al. (Pierre Auger Coll.) 2008, Phys. Rev. Let. 100, 211101
Upper
limit on the diffuse flux of ultrahigh energy tau neutrinos from the Pierre
Auger Observatory
Abraham, J.;
Abreu, P.; Aglietta, M,..., L. Caramete et al. (Pierre Auger Coll.)
2008, Astropart. Phys. 29, 188-204
Correlation
of the highest-energy cosmic rays with the positions of nearby active galactic
nuclei
Abraham, J.;
Abreu, P.; Aglietta, M ,..., L. Caramete et al. (Pierre Auger Coll.)
2008, Phys. Rev. Lett. 101, 061101
Observation
of the suppression of the flux of cosmic rays above 4 x 1019 eV
Abraham, J.;
Abreu, P.; Aglietta, M ,..., L. Caramete et al. (Pierre Auger Coll.)
2008, Astropart. Phys., 29, 243-256
Upper
limit on the cosmic-ray photon flux above 1019 eV using the surface
detector of the Pierre Auger Observatory
Abraham, J.; Abreu, P.; Aglietta, M,..., L. Caramete et al. (Pierre Auger Coll.) 2009, Phys. Rev. D, vol. 79, Issue 10, id. 102001
Limit
on the diffuse flux of ultrahigh energy tau neutrinos with the surface detector
of the Pierre Auger Observatory
Carte:
Galilean interviews in Modern Cosmology, Springer, 2009
(edt. C.
Burigana, M. Bersanelli)