Scheda PAX FINAL




Informazioni generali

PAX-0 Polarimetri per Astronomia X

PAX

R & D

Programma

R & D

Laboratorio

Attività speciale

RSN5

RSN3

RSN4

Infrastrutture

Attività: In Itinere; Data inizio: 2000; Data fine: 2030

paolo.soffitta paolo.soffitta@iaps.inaf.it

La polarimetria in banda X ha ricevuto un nuovo impulso grazie a satelliti in costruzione (IXPE) o pianificati (eXTP)e a nano satelliti. L’italia ed in particolare l’ INAF stanno avendo un ruolo di leadership nella progettazione e realizzazione di questi esperimenti. White Papers per ESA Voyage50 e NASA Decadal2020 ne delineano gli indirizzi futuri. Tuttavia limiti e nuove possibilita’ sono pero’ emerse. Questa scheda, madre di tre schede, consolida anche negli anni a venire, la leadership INAF raggiunta. Le tre schede figlie sono la polarimetria non-solare a larga banda senza limitazione di flusso (con ottica o collimata o a campo largo), la polarimetria dei flares solari orientata allo space-weather, e, finalmente, lo sviluppo relativo dei necessari sistemi di calibrazione.

X-band polarimetry has received a new impetus thanks to satellites under construction (IXPE) or planned (eXTP) and nano satellites. Italy and in particular INAF are playing a leadership role in the design and implementation of these experiments. White Papers for ESA Voyage50 and NASA Decadal2020 show the future path. However, limits and new possibilities have emerged. This card, mother of three daughter cards, consolidates the INAF leadership achieved in the years to come. The three daughter cards concern broadband non-solar polarimetry without limitation of flux (with optics or collimated or wide field), the polarimetry of solar flares possibly oriented to space-weather, and finally, the relative development of the necessary calibration systems.

Sole, mezzo interplanetario, magnetosfere planetarie

Fisica degli oggetti compatti galattici ed extragalattici

Fenomeni non termici, raggi cosmici e astroparticelle

Tecnologie per Astronomia delle Alte Energie

Tecnologie per osservazioni da spazio

Infrastrutture dallo spazio per l’osservazione dell Universo (utilizzo)

Trasferimento Tecnologico


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 10
Struttura Nfte N0 TI 2022 TI 2023 TI 2024 TD 2022 TD 2023 TD 2024 Nex Extra
IAPS ROMA 8 0 1.50 1.50 1.50 0.90 0.90 0.90 0 0.00
NAN 0 0 0 0 0 0.00 0.00 0.00 0 0.00
O.A. ROMA 1 0 0.10 0.10 0.10 0 0 0 0 0.00
Totali 9 0 1.60 1.60 1.60 0.90 0.90 0.90 0 0.00
16. Personale Associato INAF coinvolto
Numero di partecipanti Associati INAF: 3
# Struttura TI 2022 TI 2023 TI 2024 TD 2022 TD 2023 TD 2024 Extra
1 IAPS 0 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00
2 IAPS ROMA 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0.00
Totali 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2022 Certi 2023 Certi 2024 Presunti 2022 Presunti 2023 Presunti 2024
0 0 0 0 0 0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.1051/0004-6361/200811486 Titolo: Diagnostics of energetic electrons with anisotropic distributions in~solar flares Autori:V. V. Zharkova and A. A. Kuznetsov and T. V. Siversky Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy and Astrophysics Anno pubblicazione:2010
2 10.1016/j.astropartphys.2012.12.008 Titolo: Characterization of scatterers for an active focal plane Compton polarimeter Autori:Sergio Fabiani and Riccardo Campana and Enrico Costa and Ettore Del Monte and Fabio Muleri and Alda .... Publisher:Elsevier BV Rivista: Astroparticle Physics Anno pubblicazione:2013
3 10.1117/12.2232572 Titolo: Silicon photomultipliers as readout elements for a Compton effect polarimeter: the COMPASS project Autori:E. Del Monte and A. Rubini and A. Brandonisio and F. Muleri and P. Soffitta and E. Costa and G. Di .... Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2016
4 doi:10.1117/12.2567001 Titolo: The Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE): technical overview III Autori:Paolo Soffitta and Primo Attina\textquotesingle and Luca Baldini and Mattia Barbanera and Wayne H .... Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2020
5 10.1088/1742-6596/1498/1/012012 Titolo: New results from GridPix Detectors Autori:Y Bilevych and K Desch and J-P Fransen and H Van Der Graaf and M Gruber and F Hartjes and B Van Der .... Publisher:IOP Publishing Rivista: Journal of Physics: Conference Series Anno pubblicazione:2020
6 10.1088/1748-0221/15/07/C07036 Titolo: CYGNO: a gaseous TPC with optical readout for dark matter directional search Autori:E. Baracchini and L. Benussi and S. Bianco and C. Capoccia and M. Caponero and G. Cavoto and A. Cor .... Publisher:IOP Publishing Rivista: Journal of Instrumentation Anno pubblicazione:2020
7 10.1117/12.671975 Titolo: An x-ray polarimeter for hard x-ray optics Autori:Fabio Muleri and Ronaldo Bellazzini and Enrico Costa and Paolo Soffitta and Francesco Lazzarotto an .... Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2006
8 10.1088/1742-6596/383/1/012013 Titolo: X-ray polarimetry towards high energy and solar science Autori:S Fabiani and R Bellazzini and F Berrilli and R Campana and E Costa and E Del Monte and F Muleri an .... Publisher:IOP Publishing Rivista: Journal of Physics: Conference Series Anno pubblicazione:2012
9 10.1117/12.2312203 Titolo: Calibration of the IXPE instrument Autori: Fabio Muleri, Carlo Lefevre and Raffaele Piazzolla and Alfredo Morbidini and Fabrizio Amici and Primo Attina and .... Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2018
10 10.1117/12.789621 Titolo: The gas pixel detector as an x-ray photoelectric polarimeter with a large field of view Autori:Fabio Muleri and Paolo Soffitta and Ronaldo Bellazzini and Alessandro Brez and Enrico Costa and Ser .... Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2008



Informazioni Pubbliche

Questa scheda PAX-0 Polarimetri per Astronomia X e' la scheda madre di tre linee di ricerca figlie. PAX-1 Sensitive Polarimetry Experiments for Astrophysical Research (SPEAR); PAX-2 Space Weather pOlaRimetry DetectorS; PAX-3: Mini Advanced Calibration Equipment X (MACE) Come campi di azione: X-ray Detectors; Polarimeters; Polarimetry; High energy astrophysics

La polarimetria X fu introdotta in Astronomia X da Robert Novick della Columbia University negli anni 60’. Negli anni 70’ volo’ il polarimetro a bordo di OSO-8 mentre negli anni 80-90 fu sviluppato il polarimetro a tecniche classiche che doveva volare su Spectrum X-Gamma in cui l’INAF era responsabile dei rivelatori. Dagli anni 2000 in poi la leadership in questa branca dell’ Astronomia X e’ passata all’ INAF che ha sviluppato in collaborazione con l’INFN un polarimetro fotoelettrico di grande sensibilita’.Cosi’ l’INAF di essere responsabile di numerose proposte di missione mantenendo la leadership anche nello sviluppo di progetti basati sulla polarimetria fotoelettrica in collaborazione con l’ universita’ di Bonn e sulla relativa calibrazione. In questo periodo l’ INAF ha inoltre studiato la sensibilita’ di polarimetri fotoelettrici e Compton per flare solari in relazione allo Space weather nella banda dei raggi X duri con la proposta di polarimetro Compton (CUSP, scheda SWORDS) .

1) Laboratorio del gruppo di Astrofisica delle alte Energie (HERTAG) soprattutto per la fase di prototipazione e test della strumentazione (camera schermata per raggi X, camera climatica, pozzetto schermato a basso fondo); 2) Camera pulita di istituto INAF/IAPS, già impiegata per le attività di calibrazione della missione IXPE NASA/ASI; 3) Facility per la calibrazione di rivelatori X incluso polarimetri (oggetto della scheda PAX-3 XR-CalACT); 4) Camera di termovuoto di istituto INAF/IAPS, già impiegata per l’attività di accettazione e qualifica delle detector units del progetto IXPE NASA/ASI; 5) Eventuali strutture esterne ad INAF da identificare per i test di vibrazione (esempio Laboratorio SERMS di INFN-PG a Terni) e di irraggiamento (INFN LNL di Legnaro)


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2022/2023/2024) FTE Presunte (2022/2023/2024) Extra
1 fabio.muleri fabio.muleri@inaf.it IAPS ROMA Y RICERCATORE Coordinatore XR-CalAct X X X X X X X OK
2 sergio.fabiani sergio.fabiani@inaf.it IAPS ROMA Y RICERCATORE Coordinatore SWARDS X X X X X X X OK
3 ettore.delmonte ettore.delmonte@inaf.it IAPS ROMA Y TECNOLOGO Scientist, Project Office X X X X X X X OK
4 alessandro.dimarco alessandro.dimarco@inaf.it IAPS ROMA N RICERCATORE Scientist X X X X X X X OK
5 daniele.brienza daniele.brienza@inaf.it NAN N PRIMO TECNOLOGO PA/QA X X X X X X X OK
6 fabio.lamonaca fabio.lamonaca@inaf.it IAPS ROMA N C.T.E.R. Tecnico di Laboratorio, Outreach X X X X X X X OK
7 mauro.centrone mauro.centrone@inaf.it O.A. ROMA Y C.T.E.R. Tecnico di laboratorio X X X X X X X OK
8 pasqualino.loffredo loffredo.pasqualino@inaf.it IAPS ROMA N C.T.E.R. Tecnico X X X X X X X OK
9 alfredo.morbidini alfredo.morbidini@iaps.inaf.it IAPS ROMA Y C.T.E.R. Tecnico meccanico X X X X X X X OK
10 paolo.soffitta paolo.soffitta@inaf.it IAPS ROMA Y PRIMO RICERCATORE Coordinatore PAX X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2022/2023/2024) FTE Presunte (2022/2023/2024) Extra
1 sergio.dicosimo sergio.dicosimo@inaf.it IAPS N CTER Tecnico Amministrativo [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
2 alda.rubini alda.rubini@inaf.it IAPS ROMA Y QUIESCENTE Tecnico Elettronico [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
3 enrico.costa enrico.costa@inaf.it IAPS ROMA Y QUIESCENTE Scientist [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

I finanziamenti per la polarimetria cominciano alla fine degli anni 80 e per gli anni 90 con lo Stellar X-ray Polarimeter. Le tecnologie moderne iniziano negli anni 2000 con i finanziamenti sono stati principalmente ASI e legati sia a sviluppi di nuove idee di carattere tecnologico ed in parte minore i finanziamenti sono stati INAF attraverso due PRIN tecno ed un PRIN teorico. Nel 2005 c'e' stato il finanziamento ASI 'nuove idee'. Nel 2007 ci sono stati 3 finanziamenti (XEUS/ESTREMO, Tecnologie Abilitanti e POLARIX). Nel 2010 il finanziamento e' stato per XEUS/IXO. Nel 2014 il finanziamento e' stato per Tecnologie ASI mentre nel 2015 c'e' stato il finanziamento per la fase A di XIPE ed IXPE. Non consideriamo qui il finanziamento per la fase BCD di IXPE che e' riportata nella scheda relativa. I fondi certi indicati sono quelli sino al 2021. Potenziamente sono disponibili i fondi del PRIN MIUR che abbiamo proposto per le attivita' relative a PAX-1 AXP e i fondi ASI per PAX-2 SWORDS. Quest'ultimo programma si riferisce al Polarimetro per flare solari CUSP che e' arrivato sesto su 20 selezionati per la fase di Congruita' del bando ASI per nanosatelliti (Cubesat). Essendo una attivita' in itinere abbiamo aggiunto i fondi ottenuti a partire dagli anni 2000 a quelli potenzialmete prevedibili nei prossimi anni in base a quanto detto sopra. I fondi INAF sono quelli effettivamente erogati sino ad oggi attraverso i PRIN Tecno ed i PRIN INAF solamente. Non ci sono fondi INAF per gli anni a venire che sono pianificati. La scheda PAX-3 relativa alle facility di calibrazione ha in parte utilizzato i fondi precedentemente descritti ed in larga parte e' stata finanziata dal programma IXPE.


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2022 (k€) Certi 2023 (k€) Certi 2024 (k€) Presun. 2022 (k€) Presun. 2023 (k€) Presun. 2024 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2022 (€) Fondi 2023 (€) Fondi 2024 (€)