Fisica sperimentale del campo gravitazionale

Prefazione1.Elementi di relatività generale1.1.Introduzione1.2.Qualche elemento di calcolo tensoriale1.3.Intervalli di tempo e distanze1.4.La derivazione covariante1.5.Le curve geodetiche1.6.Il tensore di Riemann1.7.Tensore di Ricci e scalare di curvatura1.8.Le equazioni del campo gravitazionale1.9.Le equazioni di Newton2.Sorgenti di onde gravitazionali2.1.Introduzione2.2.Onde gravitazionali2.3.Soluzione all'equazione ℓ ℓ hik = 02.4.Trasporto dell'energia di un campo gravitazionale2.5.Sorgenti di onde gravitazionali 2.5.1. Stelle rotanti – 2.5.2. Sistemi di stelle doppie – 2.5.3. Radiazione da collassi gravitazionali2.6.La metrica di Schwarzschild2.7.Orizzonte degli eventi2.8.Perturbazioni di un buco nero 2.8.1. Perturbazioni polari – 2.8.2. Perturbazioni assiali – 2.8.3. Stabilità dei buchi neri rispetto alle piccole perturbazioni – 2.8.4. Modi quasi normali di un buco nero2.9.Modello di stella2.10.Perturbazione di una stella3.Esperimenti di gravitazione3.1.Esperimenti gravitazionali3.2.Verifiche del principio di equivalenza3.3.Esperimento di Pound e Rebka3.4.Il tempo proprio3.5.Esperimenti su misure di tempo 3.5.1. Confronto fra orologi3.6.Deflessione dei raggi luminosi3.7.Ritardo dei segnali elettromagnetici3.8.Precessione del periastro3.9.Momento di quadruplo del Sole3.10.Prova indiretta dell'esistenza di onde gravitazionali3.11.Esperimento del giroscopio di Stanford4.Misurazioni di G4.1.Un po' di storia4.2.Perché misurare G'4.3.Misurazioni di G4.4.Futuri esperimenti per la determinazione di G5.Rivelazione di onde gravitazionali5.1.La deviazione geodetica5.2.Rivelazione delle onde gravitazionali5.3.Esempi di soluzioni in casi particolari 5.3.1. Perturbazione a delta – 5.3.2. Onda monocromatica – 5.3.3. Pacchetto d'onda sinusoidale – 5.3.4. Pacchetto d'onda esponenziale5.4.Interazione dell'onda gravitazionale con una sbarra cilindrica 1255.5.Uso delle ceramiche piezoelettriche per misurare le vibrazioni di antenne risonanti5.6.Sezione d'urto6.Elementi di teoria dei segnali6.1.Sistemi e segnali6.2.Processi stocastici6.3.Spettri di potenza 6.3.1. Esempio di filtro passa basso6.4.Banda equivalente6.5.Correlazioni e spettri incrociati6.6.Rumore6.7.Rumore nei circuiti elettrici7.Il moto browniano7.1.Introduzione7.2.Moto browniano di un oscillatore semplice7.3.Parametri equivalenti8.Trasduttori e funzionamento del lock-in8.1.Trasduttore elettromeccanico8.2.Il lock-in8.3.Studio del sistema sbarra+lock-in9.Algoritmi di filtraggio dati9.1.Il rapporto segnale-rumore: SNR9.2.Algoritmo di filtraggio diretto9.3.Filtro ZOP per l'analisi dei dati sperimentali9.4.Filtro di Wiener-Kolmogorov9.5.Teorema del campionamento9.6.Aliasing9.7.Filtro di Wiener adattativo9.8.Analisi nel continuo dell'antenna gravitazionale: filtro adattato9.9.Campionamento veloce9.10.Ricerca di eventi10.Filtri meccanici11.Trasduttori risonanti11.1.Introduzione11.2.Scelta del tipo di risonatore11.3.Accoppiamento del risonatore con l'antenna11.4.Il fattore di merito del trasduttore risonante11.5.Calcolo del βQ12.Strategie di misura quantistiche non distruttive13.Sistemi criogenici13.1.Uso della criogenia nella rivelazione di onde gravitazionali14.SQUID14.1.DC-SQUID14.2.Limite quantistico della temperatura di rumore di un amplificatore14.3.Fisica dello SQUID14.4.Il flussoide14.5.La giunzione Josephson14.6.Considerazioni generali14.7.Caratteristiche costruttive del DC-SQUID14.8.Principi di funzionamento del DC-SQUID14.9.Il DC-SQUID come amplificatore di corrente14.10.Rumori negli SQUID14.11.Come lo SQUID è collegato al resto dell'esperimento15.Interferometri laser e larghezza di banda delle antenne risonanti15.1.Antenna interferometrica15.2.Larghezza di banda delle antenne risonanti16.Coincidenze16.1.Introduzione16.2.Dati ottenuti con due o più rivelatori.Bibliografia.