Per potenziare il Sardinia Radio Telescope, il cui scopo è lo studio dell’Universo alle alte frequenze radio, un team di ricercatori del Dipartimento di fisica della Sapienza di Roma ha realizzato uno strumento super high tech, ribattezzato Mistral, che consiste in un ricevitore con 415 rilevatori che operano simultaneamente. Il sistema contribuirà all’osservazione dettagliata di fenomeni celesti prima non esplorabili. Una ricerca che rientra nell’ambito del Pon (Programma operativo nazionale).
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Installazione completata
È stata completata l’installazione dello strumento Mistral per il Sardinia Radio Telescope, l’imponente radiotelescopio di 64 metri di diametro dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), situato a San Basilio, in Sardegna.
L’installazione conclude una attività di quattro anni di lavoro del team G31 del Dipartimento di Fisica, guidato da Paolo de Bernardis, responsabile scientifico di Mistral alla Sapienza.
Un ricevitore con 415 rilevatori
“Il cuore di Mistral è una matrice di 415 rivelatori a induttanza cinetica, realizzata da una collaborazione tra Sapienza e Cnr-Ifn di Roma”, dicono Alessandro Paiella, Federico Cacciotti e Giorgio Pettinari, che si sono occupati della progettazione, realizzazione e caratterizzazione dei rivelatori.
“I rivelatori sono illuminati da un sistema ottico costituito da due lenti in silicio e una serie di filtri risonanti – aggiunge Marco De Petris, responsabile dell’ottica di Mistral -. Questo trasferisce sul mosaico l’immagine del cielo prodotta dal telescopio, ingrandendo e correggendo il suo campo di vista ed eliminando tutte le lunghezze d’onda al di fuori della banda di interesse”.
“I rivelatori sono raffreddati fino a soli 0.2 gradi sopra lo zero assoluto, ovvero a -273 gradi Celsius, da un complesso sistema criogenico, che permette di mantenerli in operazione per tutta la durata delle osservazioni, eliminando i forti disturbi dovuti all’agitazione termica”, sottolinea Alessandro Coppolecchia, responsabile della criogenia di Mistral.
Attesa per i risultati scientifici
“Oltre alla soddisfazione per aver completato lo sviluppo dell’hardware, c’è grande aspettativa per i risultati scientifici che deriveranno dall’uso di Mistral. Infatti, grazie alla bassissima temperatura operativa e alla presenza di centinaia di rivelatori che operano simultaneamente, lo strumento risulta essere estremamente efficiente per l’osservazione dettagliata di sorgenti come gli ammassi di galassie”, spiegano Giuseppe D’Alessandro e Alessandro Novelli che si sono occupati dell’assemblaggio e dell’housekeeping di Mistral.
“Quando i fotoni del fondo cosmico a microonde attraversano gli ammassi di galassie – dice Giovanni Isopi, che si occupa dell’elettronica di lettura e dei dati di Mistral – hanno una certa probabilità di interagire con gli elettroni del gas caldo che permea l’intero volume dell’ammasso, e aumentano leggermente la loro energia, accorciando così la loro lunghezza d’onda. Ne segue un deficit di fotoni del fondo cosmico di microonde a lunghezze d’onda superiori a 1.4 mm, e un eccesso di fotoni a lunghezze d’onda inferiori”, sottolinea Giovanni Isopi, che si occupa dell’elettronica di lettura e dei dati di Mistral.
All’origine dell’Universo
“Alla lunghezza d’onda di 3 mm, misurerà il deficit di fotoni del fondo cosmico a microonde con grande efficienza e dettaglio, osservando in controluce un grande numero di ammassi di galassie e di filamenti di gas tra ammassi – osserva Elia Battistelli, project manager di Mistral -. Questo permette di quantificare la struttura e la dinamica del cosmic web, l’intricato intreccio di filamenti di materia che contiene la maggior parte della materia normale e della materia oscura dell’Universo”.
“Per questo – conclude Silvia Masi, instrument scientist – strumenti come Mistral, e come Olimpo, risultano essenziali per capire come si sono formate le strutture nel nostro Universo”.
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