On the theory of astronomical maser. I. Statistics of maser radiation

In this paper we re-analyse the amplification process of broadband continuum radiation by astronomical masers in one-dimensional case. The basic equations appropriate for the scalar maser and the random nature of the maser radiation field are derived from basic physical principles. Comparision with the standard radiation transfer equation allows us to examine the underlying assumptions involved in the current theory of astronomical masers. Simulations are carried out to follow the amplification of different realisations of the broadband background radiation by the maser. The observable quantities such as intensity, spectral line profile are obtained by averaging over an ensemble of the emerging radiation corresponding to the amplified background radiation field. Our simulations show that the fluctuations of the radiation field inside the astronomical maser deviates significantly from Gaussian statistics even when the maser is only partially saturated. Coupling between different frequency modes and the population pulsing are shown to have increasing importance in the transport of maser radiation as the maser approaches saturation. Our results suggest that the standard formulation of radiation transfer provides a satisfactory description of the intensity and the line narrowing effect in the unsaturated and partially saturated masers within the framework of one-dimensional model. Howerver, the application of the same formulation to the strong saturation regime should be considered with caution.Comment: 16 pages, 4 figures, to appear on MNRA

On the theory of astronomical maser. II. Polarization of maser radiation

In this paper we investigate the polarization property of the radiation amplified by astronomical masers in the presence of a strong magnetic field. Our model explicitly takes into account the broadband nature of the radiation field and the interaction of the radiation with the maser transition J=1--0. The amplification of different realisations of the background continuum radition by the maser is directly simulated and the Stokes parameters of the radiation field are then obtained by averaging over the ensemble of emerging maser radiation. For isotropic pumping and partially saturated masers we find that the maser radiation is linearly polarized in two representative cases where the magnetic field {\bf B} makes an angle $\theta$=30$^0$ and $\theta$=90$^0$ to the maser axis. The linear polarization for maser radiation obtained in our simulations for both cases are in agreement with the results of the standard model. Furthermore, no instability during amplification is seen in our simulations. Therefore, we conclude that there is no problem with the previous numerical investigations of maser polarization in the unsaturated and partially saturated regime.Comment: 17 pages, 7 figures, to appear on MNRA

Studio ed Analisi di un refrigeratore magnetico

Nella tesi si affronta l'argomento della refrigerazione magnetica. La tematica è affrontata a partire dal principio fisico che c'è alla base fino ad arrivare ai prototipi relaizzati nel corso degli anni. Si conclude con lo stato attuale della refrigerazione magnetica, facendo un' ipotesi progettuale di un potenziale refrigeratore magnetico

Sviluppo di strategie per il Cold Ironing

In questa tesi, dopo una prima introduzione sul panorama energetico mondiale, ci si focalizza sul trasporto marittimo e le relative emissioni inquinanti. Dopo un’analisi dello stato attuale delle normative e legislazioni in merito all’inquinamento marittimo si prendono in considerazione le varie metodologie di riduzione delle emissioni inquinanti prodotte dalle flotte navali e più nello specifico il cold ironing, ovvero una tecnica che ci permette di ridurre le emissioni inquinanti delle navi particolarmente nelle zone portuali. Viene presentato un modello di calcolo sviluppato specificatamente per il cold ironing. Ne vengono illustrate la forma, la struttura e viene spiegato il modus operandi, ovvero come effettivamente un utente ne può far uso. Attraverso tale programma si analizza poi un caso studio e i suoi diversi possibili scenari, in modo da ottenere un layout energetico che ci permette di ottenere una significativa riduzione dell’emissioni inquinanti nelle zone portuali

Controlli dimensionali di prodotti in acciaio per impieghi strutturali: misure, tolleranze, incertezza ed associati livelli di rischio

Questa nota affronta la specifica tematica della conformità di prodotti impiegati per realizzare strutture in acciaio ed in particolare la rispondenza alle specifiche dimensionali sulla base di una corretta impostazione metrologica del processo di misura. In dettaglio, a fronte di una schematica introduzione, viene posta l’attenzione su misure, incertezza di misura ed associati livelli di rischio in relazione alle tolleranze previste dalle specifiche normative. Viene poi proposto un concreto esempio applicativo, riferito a rotoli in acciaio (coils) per la realizzazione di prodotti strutturali (travi, colonne e lamiere grecate), considerando le prescrizioni dimensionali di accettabilità fornite dalla normativa in termini di tolleranza sullo spessore e valutando l’accettabilità o meno del prodotto