UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI PISA
FACOLTA' DI SCIENZE MATEMATICHE FISICHE E NATURALI
Corso di Laurea in Matematica
TESI di LAUREA
Verifica del principio di equivalenza con masse di prova in rotazione rapida debolmente accoppiate: analisi delle perturbazioni mareali
Questo lavoro di tesi si inserisce nel più ampio contesto del progetto di ricerca "Galileo Galilei (GG)", un progetto promosso dal Gruppo di Meccanica Spaziale dell'Università di Pisa per la verifica ad alta precisione del Principio di Equivalenza. Verificare la validità di questo principio, che afferma l'equivalenza tra massa inerziale e massa gravitazionale, è di grande importanza nella fisica moderna, perché su di esso si fonda la teoria della Relatività Generale di Einstein, e per questo sono stati realizzati molti esperimenti nel corso di questo secolo atti a raggiungere una sempre maggiore precisione. La missione spaziale Galileo Galilei (GG) si propone di verificare questa equivalenza con una precisione di ben cinque ordini di grandezza maggiore rispetto a quella ottenuta nei migliori esperimenti condotti a terra fino a questo momento. Raggiungere questo obiettivo è possibile in virtù delle caratteristiche innovative di questo progetto: l'idea di utilizzare un laboratorio sospeso all'interno di un satellite in orbita bassa attorno alla Terra, infatti, permette di realizzare, sfruttando l'assenza di peso, un accoppiamento debole delle masse che risulti sensibile anche ad accelerazioni molto piccole; inoltre, il segnale atteso per un'eventuale violazione del principio di equivalenza nello spazio è circa tre ordini di grandezza maggiore rispetto a quello che si avrebbe in un laboratorio a terra. Tuttavia l'aspetto più innovativo di questo progetto è quello di avere l'intero apparato sperimentale, costituito da due cilindri di prova coassiali realizzati in materiali diversi all'interno di un piccolo laboratorio (PGB), in rapida rotazione attorno al proprio asse di simmetria. Questa rotazione determina una modulazione ad alta frequenza dell'eventuale segnale atteso, riducendo il rumore tipico delle basse frequenze.
Allo scopo di testare il sistema di lettura e l'apparato sperimentale che verrà utilizzato nella missione spaziale, è attualmente in fase di realizzazione un altro progetto, Galileo Galilei on the Ground (GGG), costruito a Firenze presso i laboratori della Laben. La struttura principale dell'apparato è molto simile a quella del progetto spaziale, anche se, dovendo rispondere alle esigenze di una misura a terra, sono state fatte importanti modifiche, soprattutto sulle sospensioni che devono essere in grado di sostenere la forza peso. Anche i problemi da studiare e risolvere in questo caso sono diversi: ad esempio non si presenta il problema del drag atmosferico ma abbiamo da eliminare il rumore sismico.
In tale contesto si colloca questo lavoro di tesi: l'obiettivo di questo studio è quello di indagare l'effetto della marea lunisolare sull'apparato sperimentale terrestre, analizzare il rumore che provoca e proporre eventuali strategie per eliminare o controllare tale effetto perturbativo.
E' possibile visualizzare e scaricare la tesi in formato pdf navigabile cliccando sui capitoli qui di seguito.
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