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Cosmology after Planck

The Planck Satellite has transformed the accuracy of cosmological observations, which allows to constrain cosmological models with unprecedented precision. The Planck observations have far reaching impact on the possible cosmological models and interpretations. This MIAPP workshop “Cosmology after Planck” will bring together observers and theorists to provide a platform for presenting and discussing the Planck Satellite results in the context of cosmological models. In particular we will discuss the polarization measurements, constraints on primordial Non-Gaussianity, the effect and exploitation of CMB lensing, constraints on inflationary models, probes of the reionization history of the Universe, Sunyaev-Zel’dovich galaxy cluster observations and the future of CMB observations.

Le enigmatiche anomalie presenti nella mappa di Planck: vere o false?

Il satellite Planck dell’ESA ci ha fornito la mappa più dettagliata della radiazione cosmica di fondo, il residuo della “grande esplosione iniziale” che ha dato origine al nostro Universo (post). La mappa, però, mostra delle peculiarità che contrastano con il modello standard della cosmologia, che descrive l’evoluzione del cosmo a partire dal Big Bang. La domanda è: chi ha ragione, la mappa o il modello? Oggi, un gruppo di scienziati della EPFL in Svizzera e della CEA in Francia hanno dimostrato che queste peculiarità misteriose scompaiono se i dati di Planck vengono analizzati in maniera differente e se si prendono in considerazione altri effetti, come ad esempio il moto della Via Lattea.

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Exploiting the Herschel and Planck data

The Doctoral School of Astronomy-Astrophysics of Paris Area (ED 127) is the only thematic doctoral school in France, in the field of astronomy and astrophysics. The school is supported by four universities or Institutes : the Paris Observatory (carrier), Université Paris-Sud (P11), Université Paris Diderot (P7) and UPMC (P6).

Since 2008, the Doctoral School organizes a biennial international school in the field of observational astronomy, intended for PhD students and postdocs. The third edition of this school will be held in March 2013. The previous two had been very successful and received about 40 participants each, representing more than fifteen different nationalities. This is the third edition of a school with the goal to train young researchers, PhD students and postdocs, regardless of nationality, to the scientific exploitation of two recently launched European space missions, Planck and Herschel. The first results obtained by these two satellites, the most successful ever launched in their respective fields, are reshaping the landscape in many areas of astrophysics (cosmology, galaxies and large structures, star formation, interstellar medium, the solar system) and there is some urgency to introduce the concepts and specific methods of exploitation of their data to future researchers. The school last one week and will follow the organization of the two schools previously held by the ED 127, a scheme that has proved itself and was appreciated by participants. The morning is devoted to lectures given by leading researchers, from around the world, and the afternoon is devoted to practical work in pairs around computers. These includes manipulating data from each satellite, a familiarization with the software to access, treatment and data analysis, using tools developed by space agencies and consortia of the two scientific missions. The astrophysical interpretation will also be addressed by numerical models developed by the community. We will offer to students the opportunity to explore the complete chain that goes from theory to the analysis of astrophysical observations. From a practical standpoint, the whole school will be held at the International Centre of Pedagogical Studies (CIEP) in Sèvres, a center able to accommodate all participants in half-board at a reasonable cost and providing modern teaching facilities. The morning will be devoted to lectures and the afternoon, students will use the computer workstations in special rooms. Students will be invited to present a poster on a topic that motivates them particularly. A laboratory visit will take place during a half day. One feature of this school is to target a wide international audience, particularly to developing countries. Accordingly, we maintain a low registration fee, thanks to a call for funding by several partners.

More info: International Young Astronomer School on Exploiting the Herschel and Planck data

Fisica e Astronomia: le prospettive del 2013

Il 2012 che abbiamo lasciato da qualche giorno sarà certamente ricordato dagli storici della fisica come l’anno in cui il Large Hadron Collider (LHC) ha permesso di rivelare una nuova particella le cui proprietà sembrano essere consistenti con quelle del bosone di Higgs [post]. Dunque, cosa ci dobbiamo attendere di nuovo nel 2013? Quali saranno le scoperte chiave di quest’anno appena iniziato e chi sarà il protagonista di tali scoperte e, ancora, dove avranno luogo? Il bello della fisica è che, naturalmente, nessuno lo sa per certo e allora proviamo a pensare cosa potrebbe accadere o quali saranno le maggiori aspettative nel campo della fisica e dell’astronomia.

Cominciamo con la fisica. Al CERN di Ginevra, i fisici saranno impegnati sin da subito ad analizzare una grande quantità di dati una volta che il grande collisore adronico sarà spento per almeno due anni a partire dal giorno 11 Febbraio. I vari gruppi di ingegneri inizieranno tutta una serie di manutenzioni e verifiche per eliminare alcuni problemi tecnici e rendere operativi i magneti dell’acceleratore di particelle al fine di arrivare ad una energia di esercizio di 8,3 TeV, che dovrebbe poi permettere a LHC di accelerare le particelle con una energia totale di almeno 13 TeV, così come è previsto per il 2015. La pausa di quest’anno dovrebbe dare un pò di respiro ai fisici che dovranno analizzare una vera e propria montagna di dati prodotti nel corso degli ultimi mesi e con un ritmo vertiginoso pari a diversi giga al secondo. Dovremmo così vedere pubblicati una serie di articoli scientifici che descrivono le caratteristiche e le proprietà della nuova particella ma anche leggere varie discussioni e punti di vista che saranno presenti in vari blog tra i quali quelli curati da  Adam FalkowskiPhillip GibbsMatt Strassler Peter Woit. Inoltre, ci si aspetta che la supersimmetria, cioè quella teoria che si estende al di là del modello standard e che dovrebbe unificare tre delle quattro interazioni fondamentali a valori di energia dell’ordine di 1016 GeV, non sarà ancora osservabile nel 2013 [post]. Per coloro che saranno interessati, il CERN dispone di una sorta di bacheca online che chiunque può consultare in modo da tenere sotto controllo lo stato attuale di LHC. Secondo il portavoce del rivelatore CMS Joe Incandela si prevede che dopo il periodo di arresto i prossimi esperimenti raggiungeranno una energia di collisione di 13 TeV, anche se non sarà molto facile. Uno dei problemi tecnici dipende dal fatto che per andare da 13 a 14 TeV i magneti debbano essere inizialmente riscaldati e poi raffreddati nuovamente e così via, il che richiede abbastanza tempo. Lo scienziato ritiene che per questi motivi, gli esperimenti saranno condotti per lungo tempo con una energia di collisione di 13 TeV, in modo da accumulare nel frattempo una certa quantità di dati. Un altro aspetto da considerare sarà quello di capire chi avrà il premio Nobel per la Fisica del 2013. Le candidature chiuderanno a fine Gennaio e lo scienziato Peter Higgs è sicuramente uno dei maggiori candidati. Ma i membri della Royal Swedish Academy of Sciences non avranno vita facile quando saranno chiamati a scegliere altri due nomi. Si tratterà di teorici? Oppure saranno scelti tra coloro che hanno partecipato agli esperimenti di LHC? O magari saranno due dei sette recenti vincitori del premio di 3 milioni di dollari della fondazione Fundamental Physics Prize Foundation ideata dal fisico divenuto imprenditore Yuri Milner? E’ una situazione abbastanza complessa, così come ha sottolineato lo stesso Peter Higgs, perché almeno altri cinque teorici, secondo lui, tra questi Robert Brout, che ha ricevuto nel 2004 il Wolf Prize in Physics assieme a Peter Higgs e François Englert e che poi è deceduto nel 2011, François Englert, Gerald Guralnik, Carl Hagen, Tom Kibble e Philip Anderson, meritano allo stesso modo di ricevere il Premio Nobel. Comunque sia, le previsioni dicono che quasi sicuramente il premio Nobel per la Fisica 2013 andrà a Higgs, Englert e Anderson.

Passiamo ora all’astronomia. Il 2013 vedrà il lancio di alcune interessanti missioni spaziali. Tra queste, un rover lunare cinese, Chang’e 3, così come una missione della NASA, LADEE, che avrà lo scopo di raccogliere una serie di informazioni sul suolo e sulla polvere lunare importanti per le future stazioni spaziali che avranno come base il nostro satellite naturale. Ancora la NASA lancerà una sonda, MAVEN, che avrà il compito di studiare l’atmosfera del pianeta rosso e poi un’altra, ISIS, che raccoglierà dati analizzando la corona e il vento solare. L’ESA, invece, non starà a guardare. Il suo programma spaziale prevede il lancio della sonda Sentinel-1 per lo studio della Terra, la missione Gaia per la misura e la catalogazione di circa un miliardo di stelle della Via Lattea e del Gruppo Locale, e un insieme di tre satelliti, Swarm, che saranno posti in tre orbite diverse allo scopo di monitorare il campo magnetico terrestre. Per quanto riguarda il volo spaziale, il 2013 dovrebbe vedere due ulteriori missioni verso la Stazione Spaziale Internazionale (ISS), una di SpaceX e un’altra sarà caratterizzata da un volo dimostrativo della capsula Cygnus della Orbital Sciences Corporation, che tenterà anch’essa di raggiungere la ISS. Nel campo della cosmologia, ci aspettiamo tante novità dalla missione Planck dell’ESA i cui primi risultati scientifici saranno presentati durante un importante meeting che si terrà ad Aprile in Olanda. Per gli astronomi amatoriali, invece, il 2013 riserverà una sorpresa verso Novembre quando il cielo avrà come protagonista una super cometa, ISON, che sarà circa 15 volte più brillante della Luna e ci regalerà un magnifico spettacolo, almeno si spera.

Infine, tra le varie celebrazioni e anniversari, nel 2013 ricorderemo il centenario del modello atomico di Niels Bohr, che utilizzava per la prima volta i concetti della fisica quantistica per descrivere le frequenze della luce emessa dall’atomo di idrogeno quando viene eccitato, qualcosa che non era possibile prevedere con la fisica classica. Il 2013 sarà anche l’anno che segna il centenario della pubblicazione di un articolo di Lawrence Bragg, riguardante la legge di diffrazione dei raggi X nei materiali cristallini, così come sarà il centenario della misura della carica elettrica dell’elettrone eseguita da Robert Millikan. Da ricordare, per concludere, l’introduzione del termine “isotopo” coniato da Frederick Soddy e la realizzazione del collegamento tra il numero atomico e la carica nucleare ad opera di Hans Geiger, inventore del contatore di particelle elementari.

Comunque sia, qualsiasi scoperta nel campo della fisica o dell’astronomia abbia in serbo il 2013, AstronomicaMens cercherà di dare come sempre le ultime notizie e gli aggiornamenti. Nel frattempo, auguro ai lettori di questo blog un felice e sereno anno nuovo.