Emissione di sincrotrone e applicazioni astrofisiche

”La radiazione di sincrotrone o luce di sincrotrone è una radiazione elettromagnetica generata da particelle cariche, solitamente elettroni o positroni, che viaggiano a velocità prossime alla velocità della luce e vengono costrette da un campo magnetico a muoversi lungo una traiettoria curva: tanto più elevata è la velocità della particella, tanto minore è la lunghezza d’onda della radiazione emessa e generalmente il picco dell’emissione avviene alle lunghezze dei raggi X” (IUPAC). La tesi è suddivisa in tre parti: nel primo capitolo si tratta lo studio del moto e dell’emissione di una particella in un campo magnetico nei casi in cui si muove a velocità non relativistiche, relativistiche e ultrarelativistiche. In tutti i casi è considerata la radiazione prodotta attraverso la formula di Larmor per la potenza irraggiata, e vengono messi a confronto i casi dei tre regimi di velocità, anche attraverso gli spettri di emissione; nel secondo capitolo si illustrano alcune delle applicazioni del sincrotrone, considerando una sorgente di elettroni relativistici trasparente alla propria radiazione e successivamente ad essa opaca, dunque il budget energetico di una tipica radiosorgente di cui è ignota la composizione del plasma. Si trattano quindi il caso del Synchrotron Self-Compton, e infine l’invecchiamento spettrale e la polarizzazione; nel terzo e ultimo capitolo si mostrano alcuni esempi astrofisici il cui studio sfrutta la radiazione di sincrotrone, in particolare i resti di supernovae, le pulsar e i nuclei galattici attivi, facendo gli esempi di alcuni oggetti di studio importanti.