Effetti del rumore sulla PSF del satellite eASTROGAM tramite l'utilizzo del simulatore Geant4 per la rivelazione dei Gamma-Ray Burst

In questo lavoro di tesi si svilupperanno simulazioni col software BoGEMMS, il quale si basa sulle librerie del toolkit Geant4 del CERN, che simula il trasporto di particelle attraverso la materia. Successivamente si studieranno le caratteristiche dei principali sottosistemi del payload del satellite e-ASTROGAM, proposto per la call M5 dell’ESA, e le componenti di rumore che sono presenti in un sistema di rivelazione, incentrando l’attenzione sugli effetti che comportano il charge sharing e il rumore elettronico sulla determinazione della risoluzione spaziale e della PSF di e-ASTROGAM. Esso è il primo satellite gamma in grado di coprire il range energetico 300 keV−3 GeV, che finora è rimasto in parte inesplorato poichè interessa un intervallo in energia in cui la radiazione viene emessa sia per effetto Compton sia tramite produzione di coppie, rendendo di fatto complessa la rivelazione del segnale derivante da entrambi i processi con un unico strumento. Grazie all’ampio campo di vista, l’ottima risoluzione angolare e la buona PSF, e-ASTROGAM sarà in grado di rivelare un gran numero di sorgenti transienti, tra le quali si stima un tasso di rivelazione di ∼600 Gamma-Ray Burst (GRB) entro i primi tre anni dal lancio, programmato per il 2029. In particolare gli short-GRB sono ottimi candidati a ricoprire il ruolo di controparte elettromagnetica delle onde gravitazionali (GW, Gravitational Wave) in quanto sia i GRB sia le GW sono stati associati al merging di oggetti compatti. Per questo motivo, tramite e-ASTROGAM, ci si aspetta di rivelare negli anni a venire dei fenomeni transienti simultanei o quasi simultanei nell’intervallo energetico coperto dal satellite per avvalorare l’associazione GW−sGRB.