Expectations and perspectives of X-ray photoelectric polarimetry

摘要

La polarimetria è l'ultima branca dell'Astronomia nella banda dei raggi X ancora inesplorata. Nonostante un vasto interesse testimoniato da un'estesa letteratura, il suo sviluppo è stato impedito dalla mancanza di dispositivi la cui sensibilità giustificasse l'inserimento di polarimetri X a bordo delle missioni spaziali moderne. Ciononostante nuovi strumenti basati sull'effetto fotoelettrico, capaci di risolvere le tracce dei fotoelettroni in un gas, offrono oggi la possibilità di colmare il divario tra aspettative teoriche e gli scarsi risultati ad oggi raggiunti: in questo ambito, uno dei progetti più avanzati è il Gas Pixel Detector (GPD), sviluppato in Italia dall'INFN di Pisa e dall'INAF/IASF di Roma.udQuesta tesi ha contribuito dell'inserimento del GPD a bordo delle prossime missioni in differenti aspetti. Innanzitutto è stata misurata la risposta dello strumento a radiazione polarizzata di alcuni keV, ovvero nell'intervallo energetico di massima sensibilità, grazie ad una sorgente di calibrazione basata sulla diffrazione di Bragg a circa 45 gradi. Quest'ultima, insieme a sorgenti radioattive e a tubi a raggi X, è stata montata su un sistema meccanico, progettato e costruito in modo tale che lo strumento in esame potesse essere spostato, inclinato e ruotato rispetto al fascio incidente. Questo rende disponibile una struttura per la completa caratterizzazione del GPD (e di altri strumenti): prime e preliminari misure di calibrazione sono state effettuate grazie ad essa e sono di seguito presentate.udInfine ho calcolato la sensibilità del GPD nel caso in cui esso sia posto nel piano focale di telescopi progettati per le prossime missioni spaziali, come PolariX e IXO, e ho discusso ulteriori applicazioni del GPD e dei polarimetri fotoelettrici in generale. In particolare, sono presentati il possibile utilizzo di questi dispositivi come strumenti a grande campo di vista o e quello come rivelatori sensibili fino ad energie di decine di keV.