Webinar Faber
Fisica sperimentale del campo gravitazionale
Edizione: 1993
Collana: Studi Superiori
ISBN: 9788843009114
- Pagine: 320
- Prezzo:€ 32,21
- Acquista
In breve
Da quando l'uomo ha lanciato nello spazio siderale le sonde e i satelliti artificiali, davanti ai suoi occhi si è spalancato un nuovo universo e si sono enormemente arricchite le sue conoscenze, specialmente riguardo alla radiazione elettromagnetica. Ottenuta soprattutto grazie allo straordinario sviluppo della tecnologia elettronica e meccanica, questa importante crescita scientifica è ricca di implicazioni che coinvolgono anche il controllo e l'uso dell'ambiente in cui viviamo (basti pensare alle telecomunicazioni). In questo libro l'autore descrive i più importanti esperimenti spaziali effettuati per la verifica della Relatività generale, e analizza quelli più recenti per la ricerca delle onde gravitazionali, le cui sorgenti si trovano probabilmente nei grandi sistemi astrofisici: buchi neri, supernovae e sistemi binari di corpi collassati, per citare solo i più noti. Argomento di particolare interesse, dunque, perché l'eventuale scoperta delle onde gravitazionali non solo ci insegnerà molto sulla gravitazione, ma probabilmente rivoluzionerà le nostre idee sull'universo, inaugurando con esso un nuovo, più intenso rapporto.
Indice
Prefazione
1. Elementi di relatività generale
1.1. Introduzione
1.2. Qualche elemento di calcolo tensoriale
1.3. Intervalli di tempo e distanze
1.4. La derivazione covariante
1.5. Le curve geodetiche
1.6. Il tensore di Riemann
1.7. Tensore di Ricci e scalare di curvatura
1.8. Le equazioni del campo gravitazionale
1.9. Le equazioni di Newton
2. Sorgenti di onde gravitazionali
2.1. Introduzione
2.2. Onde gravitazionali
2.3. Soluzione all'equazione ℓ ℓ hik = 0
2.4. Trasporto dell'energia di un campo gravitazionale
2.5. Sorgenti di onde gravitazionali
2.5.1. Stelle rotanti – 2.5.2. Sistemi di stelle doppie – 2.5.3. Radiazione da collassi
gravitazionali
2.6. La metrica di Schwarzschild
2.7. Orizzonte degli eventi
2.8. Perturbazioni di un buco nero
2.8.1. Perturbazioni polari – 2.8.2. Perturbazioni assiali – 2.8.3. Stabilità dei buchi neri
rispetto alle piccole perturbazioni – 2.8.4. Modi quasi normali di un buco nero
2.9. Modello di stella
2.10. Perturbazione di una stella
3. Esperimenti di gravitazione
3.1. Esperimenti gravitazionali
3.2. Verifiche del principio di equivalenza
3.3. Esperimento di Pound e Rebka
3.4. Il tempo proprio
3.5. Esperimenti su misure di tempo
3.5.1. Confronto fra orologi
3.6. Deflessione dei raggi luminosi
3.7. Ritardo dei segnali elettromagnetici
3.8. Precessione del periastro
3.9. Momento di quadruplo del Sole
3.10. Prova indiretta dell'esistenza di onde gravitazionali
3.11. Esperimento del giroscopio di Stanford
4. Misurazioni di G
4.1. Un po' di storia
4.2. Perché misurare G'
4.3. Misurazioni di G
4.4. Futuri esperimenti per la determinazione di G
5. Rivelazione di onde gravitazionali
5.1. La deviazione geodetica
5.2. Rivelazione delle onde gravitazionali
5.3. Esempi di soluzioni in casi particolari
5.3.1. Perturbazione a delta – 5.3.2. Onda monocromatica – 5.3.3. Pacchetto d'onda
sinusoidale – 5.3.4. Pacchetto d'onda esponenziale
5.4. Interazione dell'onda gravitazionale con una sbarra cilindrica 125
5.5. Uso delle ceramiche piezoelettriche per misurare le vibrazioni di antenne risonanti
5.6. Sezione d'urto
6. Elementi di teoria dei segnali
6.1. Sistemi e segnali
6.2. Processi stocastici
6.3. Spettri di potenza
6.3.1. Esempio di filtro passa basso
6.4. Banda equivalente
6.5. Correlazioni e spettri incrociati
6.6. Rumore
6.7. Rumore nei circuiti elettrici
7. Il moto browniano
7.1. Introduzione
7.2. Moto browniano di un oscillatore semplice
7.3. Parametri equivalenti
8. Trasduttori e funzionamento del lock-in
8.1. Trasduttore elettromeccanico
8.2. Il lock-in
8.3. Studio del sistema sbarra+lock-in
9. Algoritmi di filtraggio dati
9.1. Il rapporto segnale-rumore: SNR
9.2. Algoritmo di filtraggio diretto
9.3. Filtro ZOP per l'analisi dei dati sperimentali
9.4. Filtro di Wiener-Kolmogorov
9.5. Teorema del campionamento
9.6. Aliasing
9.7. Filtro di Wiener adattativo
9.8. Analisi nel continuo dell'antenna gravitazionale: filtro adattato
9.9. Campionamento veloce
9.10. Ricerca di eventi
10. Filtri meccanici
11. Trasduttori risonanti
11.1. Introduzione
11.2. Scelta del tipo di risonatore
11.3. Accoppiamento del risonatore con l'antenna
11.4. Il fattore di merito del trasduttore risonante
11.5. Calcolo del βQ
12. Strategie di misura quantistiche non distruttive
13. Sistemi criogenici
13.1. Uso della criogenia nella rivelazione di onde gravitazionali
14. SQUID
14.1. DC-SQUID
14.2. Limite quantistico della temperatura di rumore di un amplificatore
14.3. Fisica dello SQUID
14.4. Il flussoide
14.5. La giunzione Josephson
14.6. Considerazioni generali
14.7. Caratteristiche costruttive del DC-SQUID
14.8. Principi di funzionamento del DC-SQUID
14.9. Il DC-SQUID come amplificatore di corrente
14.10. Rumori negli SQUID
14.11. Come lo SQUID è collegato al resto dell'esperimento
15. Interferometri laser e larghezza di banda delle antenne risonanti
15.1. Antenna interferometrica
15.2. Larghezza di banda delle antenne risonanti
16. Coincidenze
16.1. Introduzione
16.2. Dati ottenuti con due o più rivelatori.
Bibliografia.
Indice analitico.