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Lo scattering Rayleigh sulla CMB

Un gruppo di astrofisici ha sviluppato un nuovo metodo per calcolare l’effetto della diffusione di Rayleigh sui fotoni, un risultato che potrebbe permettere di comprendere ancora meglio l’Universo delle origini. I dati di questo studio sono pubblicati su Physical Review D.
Utilizzando diversi canali di alta frequenza per osservare la radiazione cosmica di fondo e combinando questa informazione, gli scienziati possono isolare il segnale dovuto allo scattering Rayleigh. Credit: UBC Science

Lo scattering Rayleigh è quel fenomeno che fa apparire il cielo blu quando i fotoni che arrivano dal Sole vengono diffusi dalle molecole presenti nell’atmosfera terrestre. I ricercatori hanno pensato di studiare lo stesso processo sulla radiazione cosmica di fondo (Cosmic Microwave Background, CMB), la luce più antica che siamo in grado di osservare, originatasi nel momento in cui gli elettroni si combinarono con i protoni per formare i primi atomi, circa 380 mila anni dopo il Big Bang. Questi atomi primordiali furono anche i primi a diffondere la luce per scattering di Rayleigh. Utilizzando diversi canali di frequenza e mettendo insieme questa informazione relativa alla radiazione cosmica, gli scienziati possono essere in grado di isolare il segnale dovuto alla diffusione Rayleigh. Queste misure di tipo cosmologico potrebbero perciò fornirci preziosi indizi sullo stato fisico dell’Universo primordiale. In altre parole, se da un lato la radiazione cosmica di fondo rappresenta una sorta di “istantanea” della storia cosmica più antica, il segnale associato allo scattering Rayleigh fornisce un’altra sorta di “istantanea” della stessa scena ma ad un momento leggermente diverso.

UBC: New technique for isolating sunny-day “light” scattering could help illuminate Universe’s birth
arXiv: The Effects of Rayleigh Scattering on the CMB and Cosmic Structure