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INDARK

INFLATION, DARK MATTER AND LARGE SCALE STRUCTURE OF THE UNIVERSE

L’obiettivo di questa Rete di Ricerca è lo studio della connessione tra la fisica fondamentale (fisica teorica e fisica delle particelle) e la cosmologia. Le attività di ricerca sono focalizzate su aspetti teorici e fenomenologici dell’universo primordiale, sui processi di formazione delle strutture cosmiche, sulla natura fondamentale di materia oscura ed energia oscura, su possibili alternative alla relatività generale di Einstein, e sui vincoli alla fisica fondamentale che possono essere derivati da diverse osservabili cosmologiche. Viene data enfasi a presenti e future osservazioni della radiazione di fondo cosmico a microonde (CMB), così come a surveys della struttura su grande scala dell’Universo (LSS), e ai presenti e futuri osservatori di onde gravitazionali (GW), così come a metodologie teoriche, statistiche e numeriche per la modellizzazione e la caratterizzazione di osservabili cosmologiche.

RICERCA

Il gruppo InDark di Bologna include docenti e ricercatori provenienti dal Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Bologna, e dagli istituti INAF-OAS e INAF-IRA dell’Istituto Nazionale Di Astrofisica, con interessi in vari campi di ricerca in cosmologia come l’inflazione e l’universo primordiale, la fisica della radiazione di fondo cosmico a microonde, le proprietà fondamentali e fenomenologiche di modelli di Materia ed Energia oscure, le survey di galassie, gli ammassi di galassie, il lensing gravitazionale, le onde gravitazionali come fonte di informazione cosmologica. I membri del gruppo sono coinvolti in:

  • esperimenti per le anisotropie della radiazione di fondo a microonde come LiteBird, con il contributo allo sviluppo di pipeline per l’analisi dei dati e alla interpretazione scientifica per lo studio e il vincolo di modelli di inflazione, parametri cosmologici, campi magnetici primordiali, isotropia e statistica, energia oscura;
  • surveys di galassie come Euclid, Rubin-LSST, WST, SKA, con lo sviluppo di strumenti per la modellizzazione e l’analisi dei dati ed il contributo all’interpretazione delle osservazioni, con ruoli chiave di coordinamento in diversi work packages;
  • osservatori presenti (come Ligo-Virgo-Kagra) e futuri (Einstein Telescope, LISA) di onde gravitazionali, per lo studio di modelli e parametri cosmologici tramite l’impiego di onde gravitazionali come traccianti dell’espansione e della formazione di strutture cosmiche.

 

LINEE DI RICERCA

 

UNIVERSO PRIMORDIALE

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L’inflazione ed i modelli ad essa alternativi hanno fatto un balzo in avanti grazie alla cosmologia di precisione.  Studiamo i vincoli all’inflazione da dati presenti e futuri ed affronteremo alcuni dei problemi aperti dei modelli compatibili con le osservazioni.

 

MATERIA OSCURA ED ENERGIA OSCURA

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Circa il 95 % del nostro universo e’ oscuro! Facciamo luce sulle proprietà della materia ed energia oscura, sulle deviazioni dalla relatività generale di Einstein per mezzo dei dati osservativi e di avanzate simulazioni numeriche.

 

RADIAZIONE COSMICA A MICROONDE

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Le dati accurati di anisotropie in intensità e polarizzazione della radiazione cosmica a microonde hanno trasformato la cosmologia in una scienza di precisione. Studiamo metodi di analisi statistica e di interpretazione scientifica dei dati esistenti e di altre imperfezioni della radiazione cosmica ancora da misurare, quali le anisotropie di polarizzazione B generate dalle onde gravitazionali prodotte durante l’inflazione e le distorsioni dallo spettro di corpo nero.

 

STRUTTURA SU LARGA SCALA

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Le surveys in preparazione e quelle di prossima generazione  misureranno le oscillazioni acustiche dei barioni  e la deflessione gravitazionale ad una precisione mai raggiunta in precedenza. Studiamo la connessione tra fenomeni astrofisici e cosmologici senza la quale la cosmologia di precisione non sarebbe possibile e sviluppiamo metodi statistici per sfruttare scientificamente l’enorme quantità di dati che avremo a disposizione da queste surveys.

 

PEOPLE

 

 

INDARK PAGINA NAZIONALE

 

Coordinatore locale: Marco Baldi

Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi” , Via Gobetti 93/2, I-40129 Bologna
INFN Sezione di Bologna, Via Irnerio 46, I-40126 Bologna
email: marco.baldi5@unibo.it