Sviluppo di grandi array di feed per misure di polarizzazione del fondo cosmico di microonde

Lo studio delle proprieta' in intensita' e polarizzazione della radiazione cosmica di fondo (CMB) e' una delle piu' potenti linee di ricerca in cosmologia. Ne e' una dimostrazione il successo della missione WMAP (NASA) ed il numero di nuovi esperimenti ormai prossimi alla realizzazione. La ricerca proposta si inserisce in questo contesto in cui il nostro gruppo e' da tempo impegnato. In particolare lo studio delle proprieta' in polarizzazione della CMB, ed in particolare i modi B, riveste un ruolo preponderante. L'osservazione dei modi B e' realmente complessa in quanto l'intensita' prevista, dai piu' generosi modelli teorici, e' al di sotto del micro Kelvin. D'altro canto una misura dei modi B permetterebbe una verifica diretta del paradigma inflazionario e delle scale di energie coinvolte. Le attivita' proposte sono: 1.Missione Planck. La missione e' prossima al lancio (fine 2008). Il nostro gruppo partecipa con ruolo di leadership per diversi aspetti legati sia alla parte strumentale sia per cio' che riguarda la data-analysis. In particolare l'anno passato si sono seguiti attivamente i test di satellite a temperatura ambiente svolti presso Thales Alenia-Space (Francia). A breve parteciperemo ai test criogenici presso la CSL (Belgio). Nello specifico si intende, a partire dalla conoscenza dettagliata degli effetti sistematici strumentali nel caso di Planck, estrapolarne l'impatto in future misure di polarizzazione da terra o dallo spazio, caratterizzate da diverse sensibilita', maggior numero di canali, diverse strategie di scanning. Si intende inoltre sviluppare ulteriormente gli algoritmi di rimozione del contributo galattico in polarizzazione, gia' sviluppati per l'analisi dati di Planck, in vista di esperimenti di polarizzazione di generazione successiva. 2.Large Array. E' stato realizzato (FIRST2007) il primo prototipo di array compatto costituito da 4 antenne in una configurazione 2x2, grazie alla messa a punto di una tecnica di fabbricazione ottimale ("platelets") con approccio modulare. Questo prototipo e' stato testato per le proprieta' ottiche e radiometriche. Ci si propone pertanto di procedere in questa direzione con il design, fabbricazione e test di un modulo costituito da 7 antenne. Dopo il test di prototipi commerciali di horn-lens antenna (a 30 e 70 GHz), si vuole studiare l'accoppiamento ottico tra l'array e lenti a microonde con la possibilita' di misure delle proprieta' ottiche (beam pattern) e radiometriche (return- e insertion-loss). Si prevede inoltre lo studio dell'ottimizzazione della configurazione di OMT e ricevitori a valle dell'array compatto. Parallelamente si intende sviluppare un modello termo-meccanico dell'array per studiarne il comportamento alle temperature criogeniche di lavoro. Questa attivita' si inserisce nell'ambito di uno studio europeo ed italiano per lo sviluppo tecnologico per un futuro esperimento (da pallone e/o da satellite) dedicato allo studio della polarizzazione della CMB.