COSMOLOGIA E ASTROFISICA TEORICA
Full time:
C. Burigana (Ric. CNR dal 1996)
F. Finelli (Borsista, Ass. Ric., 3 anni)
L.A. Popa (In congedo da Inst.for Sp. Sc., Romania, 4 anni)
con contributi del gruppo Planck @ IASF-BO (partial time)
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Interessi
a)
Cosmologia Primordiale
b) Spettro di CMB
c)
Anisotropie CMB in Temperature e Polarizzazione
d) “Foregrounds” 
e)
Anisotropie CMB e Dati Complementari
f)
Simulazioni ed effetti sistematici in esperimenti di anisotropie CMB 
g) Riduzione e analisi dati 
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CMB
COBE FIRAS
1989-1993
WMAP
In orbita dal 2001
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COLLABORAZIONI
Dip. Fis. Univ. Bologna (anche INFN BO11)
Dip. Fis. Univ. Milano Bicocca
Dip. Fis. Univ. Padova
Dip. Fis. Univ. Roma "Tor Vergata"
SISSA (Trieste)
INAF at CINECA (Bologna)
INAF/OAP (Padova)
INAF/OAR (Roma)
INAF/OAT (Trieste)
IASF/CNR (Milano)
IRA/CNR (Medicina e di Noto)
IFP/CNR (Milano)
IEI/CNR (Pisa)
Inst. Space Sciences (Bucharest, Romania)
MPI & ESO (Munchen, Germany)
MPI fur Radioastronomy (Bonn,Germany)
Dept. Phys. Brown University (USA)
Dept. Phys. Purdue University (USA)
RESCEU, Tokyo (Japan)
Ist. Fis., Univ. de Sao Paulo (Brazil)
Dep. Fis. Univ. Oviedo (Spain)
Dep. Fis. Univ. Valencia (Spain)
IGM  ISMA/CNR (Bologna)
Partecipazione a 1 Research Training Network di EC + 2 in proposta
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ALTA FORMAZIONE
Dal 1996:
TESI LAUREA:
8 svolte, 1 in corso
TESI DI DOTTORATO:
4 conseguita in Fisica (Univ. Ferrara, 2 Bologna, Roma I)
2 in Astrofisica in corso (Inst. Sp. Sc. Bucharest, MPI fur Radioastr.,Bonn)
4 coll. con Dott. in Fisica (3 Sissa, Milano)
BORSE CNR:
1 nel 1999 (+ 1 in corso)
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a1)
Cosmologia Primordiale
• Studio teorico di modelli di inflazione e alternativi
•
Perturbazioni di densita’ primordiali:
risultati di WMAP per TE:
dai dati a bassi l le perturbazioni
si estendono oltre l’orizzonte al
disaccoppiamento,
sono adiabatiche, favorendo i
modelli inflazionari e non quelli
basati sui difetti topologici
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a2) Perturbazioni dall’Inflazione
Nessun modello noto predice esattamente
Solo una classe di modelli (potenziale esponenziale
perl’inflatone) produce
con
indipendente da k.
WMAP con l’aiuto di CBI e ACBAR:
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b1)
Spettro CMB
• Valutazione delle distorsioni spettrali in
scenari cosmologici/astrofisici
• Impatto scientifico di nuove misure di spettro
(DIMES e FIRAS II)
• Analisi congiunta distorsioni spettrali e contributi
di foreground
• Sinergia tra misure di anisotropia (T,P) e spettro.
Burigana et al. (2004): On the cosmological
implications of next and future CMB space experiments
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b2)
I
I
Spettro CMB
I
I
I
I
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FIRAS
DIMES
c1)
Anisotropie CMB: Energia Oscura
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c2) Anisotropie CMB: Quintessenza
Balbi, Baccigalupi,Matarrese, Perrotta, Vittorio, Ap. J. L5 (2003)
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c3) Anisotropie CMB: Q vs Energia Oscura
E’ sufficiente studiare Q come unica alternativa
di EO a ?
• EO non dipende solo da p(t), ma anche da p(t,x)
(Q e’ solo una realizzazione particolare di p)
• EO potrebbe non essere  (mai visto in un laboratorio
e comunque oltre SM, MSSM)
• E’ anche opportuno utilizzare un approccio macroscopico,
dove si studiano proprieta’ fisiche invece di modelli.
• Cambiando proprieta’ fisiche dell’EO cambiano i
parametri cosmologici predetti da CMB.
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c4) Anisotropie CMB: Q vs Energia Oscura
Abramo,Finelli,Pereira,
in preparazione (2004)
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c5) Anisotropie CMB: EO come fluido perfetto
pX  
A
X

, 0  1
p X  c X2 X
 0
il modello e’ equivalente a CDM
Carturan,Finelli, PRD68 (2003)
Amendola,Finelli,Burigana,Carturan
JCAP0307 (2003)
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c6)
Anisotropie CMB: Effetti Non-Lineari
Planck osservera’ scale dove gli effetti non-lineari
sono non trascurabili.
Effetti studiati mediante CMBFAST + N-body
Popa,Burigana, Mandolesi,
ApJ 580 (2002)
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d1) Anisotropie CMB e Dati Complementari
• Complementarieta’ di anisotropie CMB e dati Ly-
• Errori da WMAP, Ly- , WMAP + Ly-, PLANCK.
Popa,Burigana, Mandolesi,
New A. in press (2004).
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g1)
Riduzione e Analisi dati CMB
• Deconvoluzione cieca di mappe anisotropie CMB in
presenza di rumore nel caso di main beam distorti
e scanning strategy complessa.
• Per Planck si guadagna circa 1-2 picchi acustici.
Burigana, Saez, A & A (2003)
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CONCLUSIONI
Le connessioni di fisica fondamentale e CMB sono
molteplici
Foregrounds
• Anisotropie: “Precision Cosmology” Effetti Sistematici
Riduzioni e Analisi Dati
• Spettro: dopo la pausa post-FIRAS stanno ripartendo
progetti per misure piu’ accurate.
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